Serie 4000

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Tre chip HCF4016 contenenti contatori a 4 bit.

La serie 4000 è una famiglia di circuiti integrati standard che implementa diverse funzioni logiche utilizzando la tecnologia Complementary Metal–Oxide–Semiconductor (CMOS o COS/MOS) ed è ancora oggi in uso.

La famiglia fu introdotta da RCA come serie CD4000 COS/MOS nel 1968, con bassi consumi e alternativa alla serie 7400 di circuiti integrati logici TTL. Quasi tutti i produttori di circuiti integrati attivi negli anni ottanta hanno prodotto chip di questa serie. RCA alcune volte pubblicizzava la linea di prodotto con il nome COSMOS, acronimo da COmplementary Symmetry Metal-Oxide Semiconductor. Il sistema di denominazione ha seguito la convenzione di RCA con il prefisso CA per i chip analogici e CD per i chip digitali. Il sistema di numerazione è stato rispettato da tutti i costruttori come è avvenuto per la serie SN7400 della Texas Instruments; tuttavia i numeri delle due serie non sempre sono correlati.

I componenti della serie 4000 hanno il vantaggio di un basso consumo, ampio intervallo di tensioni di alimentazione (da 3V a 15V), e una più semplice progettazione e realizzazione dei circuiti per un più alto fan-out (capacità di pilotaggio), poiché gli ingressi sono sul gate di transistor MOS ad altissima impedenza. Tuttavia le velocità operative più basse rispetto ai TTL (inizialmente operativi fino a 1 MHz, contro i 10 MHz dei TTL bipolari) ha limitato le applicazioni a circuiti statici o a basse velocità operative. Successivamente la tecnologia ha superato i problemi di velocità, pur mantenendo la compatibilità con i prodotti precedenti, sebbene tutti i semiconduttori possano essere danneggiati da scariche elettrostatiche (l'alta impedenza di ingresso dei circuiti CMOS li rende infatti più suscettibili a questo tipo di danneggiamento, in particolare in confronto alle controparti TTL). Con il passare del tempo i vantaggi della tecnologia CMOS (in particolare le serie successive come la 74HC) hanno avuto la meglio rispetto alle più vecchie tecnologie TTL, ma nello stesso tempo lo sviluppo delle tecniche LSI ha reso obsoleto l'approccio delle serie di chip di funzioni logiche a bassa scala di integrazione. La serie 4000 è ancora disponibile e commercializzata ma probabilmente ha molta meno importanza che all'epoca del suo lancio.

La serie fu estesa alla fine degli anni settanta e durante gli anni ottanta per includere nuovi tipi di chip che implementavano nuove funzioni o miglioravano le versioni esistenti nella serie 4000; la maggior parte di questi chip sono individuati dal prefisso 45 (45xx e 45xxx), ma sono ancora citati dagli ingegneri come facenti parte della serie 4000.

Negli anni 1990 alcuni produttori (es. Texas Instruments) hanno realizzato le funzioni dei chip della serie 4000 con la più recente tecnologia HCMOS per cui i circuiti integrati noti come 74HCT4060 forniscono le funzioni equivalenti a quelle di un 4060 ma a velocità molto maggiori, per contro, sono vincolati ad una tensione fissa di alimentazione di 5 volt.

I circuiti integrati della serie 4000 sono stati usati in diversi satelliti artificiali per diverse decadi.

Funzioni[modifica | modifica sorgente]

Pedinatura di un chip di tipo 4001 contenente quattro porte NOR a due ingressi ciascuna.

Con i circuiti integrati della serie 4000 è possibile realizzare molti circuiti usando le funzioni presenti nei vari chip, quali (la lista non è esaustiva):

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

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