74HC बनाम 74LS श्रृंखला ICS: एक व्यापक तुलना

एकीकृत सर्किट (ICS) की 74 श्रृंखलादशकों से डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स की रीढ़ है, जो लॉजिक गेट्स, फ्लिप-फ्लॉप, काउंटरों और अन्य आवश्यक डिजिटल बिल्डिंग ब्लॉकों के डिजाइन को सक्षम करती है। सबसे लोकप्रिय वेरिएंट में से हैं74HCऔर74LS श्रृंखला, प्रत्येक उनकी अंतर्निहित प्रौद्योगिकी और प्रदर्शन विशेषताओं के आधार पर विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित। यह लेख निर्माण, विद्युत मापदंडों और व्यावहारिक उपयोग के मामलों में उनके अंतर की पड़ताल करता है, जिससे इंजीनियरों को उनके डिजाइनों के लिए सही श्रृंखला का चयन करने में मदद मिलती है।

कोर तकनीक: क्या उन्हें अलग करता है?

74HC और 74LS सीरीज़ के बीच प्राथमिक अंतर उनके बारे में हैअर्धचालक प्रौद्योगिकी, जो विभिन्न वातावरणों के लिए उनके विद्युत व्यवहार और उपयुक्तता को निर्धारित करता है:

74LS श्रृंखला: "लो-पावर शोट्की टीटीएल" के लिए, ये आईसीएस पर आधारित हैंट्रांजिस्टर-ट्रांसिस्टर लॉजिक (TTL)। वे पहले टीटीएल वेरिएंट (जैसे, 7400) की तुलना में स्विचिंग समय और बिजली की खपत को कम करने के लिए स्कॉटकी डायोड के साथ द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर (बीजेटी) का उपयोग करते हैं। Schottky डायोड ट्रांजिस्टर संतृप्ति को रोकते हैं, जिससे तेजी से स्विचिंग गति हो जाती है।

74HC श्रृंखला: "हाई-स्पीड सीएमओएस" के लिए छोटा, इन आईसीएस पर बनाया गया हैपूरक धातु-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर (सीएमओ)तकनीकी। वे न्यूनतम बिजली की खपत के साथ उच्च गति प्राप्त करने के लिए पी-चैनल और एन-चैनल मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFETs) दोनों का उपयोग करते हैं। CMOS तकनीक अपने उच्च इनपुट प्रतिबाधा और कम स्थिर शक्ति अपव्यय के लिए जानी जाती है।

प्रमुख विद्युत पैरामीटर तुलना

74HC और 74LS के बीच तकनीकी अंतर के परिणामस्वरूप अलग -अलग विद्युत विशेषताओं का परिणाम है, नीचे दी गई तालिका में संक्षेप में:

74LS: सख्ती से एक 5V बिजली की आपूर्ति पर निर्भर (सहिष्णुता:) 5%)। इस सीमा के बाहर विचलन में खराबी या क्षति हो सकती है, जो कि चर वोल्टेज के साथ बैटरी-संचालित उपकरणों में उनके उपयोग को सीमित कर सकती है।

74HC: एक विस्तृत श्रृंखला (2V-6V) पर संचालित होता है, जिससे वे कम-वोल्टेज डिज़ाइन (3.3V) और विरासत 5V सिस्टम के अनुकूल हो जाते हैं। यह लचीलापन आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए महत्वपूर्ण है, जहां बिजली दक्षता और वोल्टेज विविधता प्राथमिकताएं हैं।

2।बिजली की खपत

74LS: BJTS में निरंतर वर्तमान प्रवाह के कारण महत्वपूर्ण स्थिर शक्ति (यहां तक कि निष्क्रिय) का उपभोग करता है। डायनेमिक पावर (स्विचिंग के दौरान) इसमें जोड़ता है, जिससे वे बैटरी-संचालित उपकरणों के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं।

74HC: पास-शून्य स्थैतिक बिजली की खपत है (MOSFETS केवल स्विचिंग के दौरान वर्तमान आकर्षित करता है)। आवृत्ति के साथ गतिशील बिजली तराजू लेकिन विशिष्ट ऑपरेटिंग गति पर 74L से बहुत कम रहता है। यह पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए 74HC आदर्श बनाता है।

3।गति और प्रसार विलंब

74LS: 5V पर ~ 9ns का प्रसार देरी प्रदान करता है, मध्यम-गति अनुप्रयोगों (~ 50MHz तक) के लिए उपयुक्त है।

74HC: उच्च वोल्टेज (जैसे, 6V) पर तेजी से स्विच करने के साथ, 5V पर ~ 7ns देरी को प्राप्त करता है। जबकि हाई-स्पीड टीटीएल वेरिएंट (जैसे, 74F) के रूप में तेज नहीं, 74HC अधिकांश सामान्य-उद्देश्य वाले डिजिटल सर्किट (~ 100MHz तक) की जरूरतों को पूरा करता है।

4।इनपुट/आउटपुट विशेषताओं

इनपुट प्रतिबाधा: 74LS में कम इनपुट प्रतिबाधा (~ 10k)) है, जो सिग्नल स्रोतों (जैसे, सेंसर, माइक्रोकंट्रोलर) को लोड कर सकता है। 74HC, इसके ~ 10 <pup> 12 </sup> ent इनपुट प्रतिबाधा के साथ, नगण्य वर्तमान खींचता है, जिससे यह उच्च-प्रतिबाधा स्रोतों के साथ हस्तक्षेप करने के लिए उपयुक्त है।

आउटपुट ड्राइव: 74LS 74HC (4MA) की तुलना में अधिक वर्तमान (8MA) को डुबो सकता है, जिससे बाहरी बफ़र्स के बिना एलईडी या रिले जैसे भारी भार को चलाने में बेहतर होता है। हालांकि, 74HC का आउटपुट अधिकांश तर्क-स्तरीय इंटरफेस के लिए पर्याप्त है।

शोर प्रतिरक्षा: 74HC के उच्च शोर मार्जिन (CMOS लॉजिक के कारण) इसे विद्युत शोर के लिए अधिक प्रतिरोधी बनाते हैं - औद्योगिक वातावरण में महत्वपूर्ण या उच्च विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (EMI) के साथ भीड़ -भाड़ वाले पीसीबी।

5।अनुकूलता

74LS: TTL- संगत है, जिसका अर्थ है कि यह अन्य TTL उपकरणों के साथ मूल रूप से काम करता है, लेकिन CMOS सर्किट के साथ इंटरफेस करने के लिए स्तर शिफ्टर्स की आवश्यकता होती है।

74HC: दोनों TTL- और CMOS- संगत 5V पर, मिश्रित-प्रौद्योगिकी डिजाइनों को सरल बनाते हैं। लोअर वोल्टेज (3.3V) पर, यह सीधे आधुनिक CMOS माइक्रोकंट्रोलर के साथ इंटरफेस करता है।

74LS74 का सर्किट

नीचे दिया गया आंकड़ा 74LS74 दोहरे डी-टाइप पॉजिटिव एज-ट्रिगर फ्लिप-फ्लॉप के आंतरिक लॉजिक आरेख को दर्शाता है, जो घड़ी के कनेक्शन और कार्यों को उजागर करता है, पूर्व निर्धारित करता है, और इसके पिनों में स्पष्ट इनपुट करता है।

अन्य 74LS श्रृंखला ics

काउंटर
74LS90: एसिंक्रोनस दशमलव काउंटर, रीसेट और सेट फ़ंक्शंस के साथ बाइनरी/दशमलव मोड के लिए कॉन्फ़िगर करने योग्य। क्लॉक डिवीजन और पल्स काउंटिंग में उपयोग किया जाता है।
74LS161: सिंक्रोनस 4-बिट बाइनरी काउंटर सिंक्रोनस रीसेट और प्रीसेट के साथ, उच्च-आवृत्ति (~ 30MHz), डिजिटल आवृत्ति मीटर के लिए उपयुक्त है।
74LS163: 74LS161 के समान लेकिन सिंक्रोनस रीसेट के साथ, ग्लिच को कम करना।
74LS192: एसिंक्रोनस रीसेट और प्रीसेट के साथ सिंक्रोनस अप/डाउन दशमलव काउंटर। द्विदिश गिनती में उपयोग किया जाता है (जैसे, विधानसभा लाइन गिनती)।

रजिस्टर
74LS174: 6-बिट डी फ्लिप-फ्लॉप रजिस्टर समानांतर इनपुट/आउटपुट और रीसेट के साथ। डेटा अस्थायी भंडारण के लिए उपयोग किया जाता है।
74LS194?
74LS374: 8-बिट डी फ्लिप-फ्लॉप रजिस्टर ट्राई-स्टेट आउटपुट के साथ, बस डेटा अलगाव के लिए उपयुक्त (जैसे, प्रोसेसर-परिधीय बातचीत)।

एनकोडर और डिकोडर्स
74LS148: उच्च-इनपुट प्राथमिकता के साथ 8-टू -3 लाइन प्राथमिकता एनकोडर। कीबोर्ड स्कैनिंग में उपयोग किया जाता है।
74LS47: BCD-TO-SEVEN-SEGMENT DECODER ड्राइविंग निक्सी ट्यूब, ब्लैंकिंग फ़ंक्शन (जैसे, मल्टीमीटर डिस्प्ले) के साथ।
74LS138: 3-टू -8 लाइन डिकोडर। पता डिकोडिंग (जैसे, मेमोरी एड्रेसिंग) के लिए उपयोग किया जाता है।

मल्टीप्लेक्सर्स और डेटा चयनकर्ता
74LS151: 8-टू -1 डेटा चयनकर्ता, एड्रेस लाइनों के माध्यम से गेटिंग इनपुट। मल्टी-सिग्नल स्विचिंग (जैसे, सेंसर अधिग्रहण) के लिए उपयोग किया जाता है।
74LS153: DUAL 4-TO-1 चयनकर्ताओं ने पता लाइनों को साझा किया, समानांतर डेटा चयन के लिए उपयुक्त।

फ्लिप-फ्लॉप और कुंडी
74LS74: राइजिंग-एज ट्रिगरिंग और एसिंक्रोनस सेट/रीसेट के साथ डुअल डी फ्लिप-फ्लॉप। अनुक्रमिक सर्किट में उपयोग किया जाता है।
74LS75: उच्च-स्तरीय कुंडी के साथ 4-बिट कुंडी। ए/डी आउटपुट बफरिंग के लिए उपयोग किया जाता है।
74LS112: गिरने-किनारे ट्रिगर के साथ दोहरी जेके फ्लिप-फ्लॉप, गिनती और आवृत्ति डिवीजन में सक्षम।

अंकगणितीय तर्क इकाइयाँ और तुलनित्र
74LS181: 4-बिट ALU 16 अंकगणित/तर्क संचालन का समर्थन करते हुए, प्रारंभिक माइक्रोप्रोसेसरों का कोर।
74LS85: 4-बिट परिमाण तुलनित्र आउटपुट "ग्रेटर/कम/समान"। डेटा छँटाई में उपयोग किया जाता है।

विशेष समारोह चिप्स
74LS245: दिशा नियंत्रण के साथ 8-बिट बिडिरेक्शनल बस ट्रांसीवर। द्विदिश बस ट्रांसमिशन (जैसे, प्रोसेसर-मेमोरी इंटरफ़ेस) के लिए उपयोग किया जाता है।
74LS259: 8-बिट पता योग्य कुंडी, पता लाइनों के माध्यम से गेटिंग भंडारण। एलईडी मैट्रिक्स ड्राइविंग के लिए उपयोग किया जाता है।

74HC00 का सर्किट

74HC00एक 14-पिन एकीकृत सर्किट आवास चार नंद गेट्स है, जो उन्नत सीएमओएस तकनीक का लाभ उठाते हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन कम बिजली की खपत की मांग करते हुए एलएस-टीटीएल आईसीएस के लिए एक गति को सक्षम बनाता है। नीचे दिया गया आंकड़ा 74HC00 NAND गेट IC का उपयोग करके SR FLIP-FLOP सर्किट के योजनाबद्ध आरेख को दर्शाता है, जो सेट और रीसेट कार्यक्षमताओं को लागू करने के लिए घटक मूल्यों और कनेक्शन के साथ पूरा करता है।

व्यावहारिक अनुप्रयोग: सही श्रृंखला चुनना

चुनना74LSकब:

भारी भार ड्राइविंग: उच्च आउटपुट करंट (जैसे, एलईडी सरणियों, छोटे रिले) की आवश्यकता वाले अनुप्रयोग 74LS की मजबूत डूबने की क्षमता से लाभान्वित होते हैं।

विरासत टीटीएल प्रणाली: पुराने उपकरणों (जैसे, विंटेज कंप्यूटर, औद्योगिक नियंत्रकों) को अपग्रेड या मरम्मत करना जो 5 वी टीटीएल लॉजिक का उपयोग करता है।

मॉडरेट-स्पीड, 5V-केवल डिजाइन: लॉजिक गेट्स, काउंटर्स, या मल्टीप्लेक्सर्स जैसे सरल सर्किट 5V पर संचालित होते हैं, जिसमें कम-शक्ति संचालन की कोई आवश्यकता नहीं होती है।

चुनना74HCकब:

बैटरी संचालित उपकरण: कम स्थिर बिजली की खपत पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे, रिमोट कंट्रोल, फिटनेस ट्रैकर्स) के लिए 74HC आदर्श बनाती है।

कम वोल्टेज सिस्टम: 3.3V या 2.5V आपूर्ति (जैसे, IoT सेंसर, एआरएम माइक्रोकंट्रोलर के साथ एम्बेडेड सिस्टम) का उपयोग करके डिजाइन।

उच्च-शोर वातावरण: औद्योगिक नियंत्रण, मोटर वाहन इलेक्ट्रॉनिक्स, या पावर सिस्टम जहां शोर प्रतिरक्षा महत्वपूर्ण है।

मिश्रित-संकेत डिजाइन: स्तर शिफ्टर्स (5V पर) के बिना TTL और CMOS दोनों घटकों के साथ इंटरफेसिंग।

सामान्य गलतफहमी

मिथक: "74HC हमेशा 74LS से बेहतर होता है।"
तथ्य: 74LS उच्च-वर्तमान, 5V-केवल अनुप्रयोगों में उत्कृष्टता प्राप्त करता है। 74HC कम-शक्ति, लचीले-वोल्टेज परिदृश्यों में बेहतर है।

मिथक: "74LS अप्रचलित है।"
तथ्य: जबकि 74HC नए डिजाइनों में अधिक लोकप्रिय है, 74LS विरासत प्रणालियों और विशिष्ट उच्च-वर्तमान उपयोग के मामलों के लिए उत्पादन में रहता है।

मिथक: "74HC सभी सर्किटों में 74LS की जगह ले सकता है।"
तथ्य: 74HC को भारी भार चलाने के लिए बाहरी बफ़र्स की आवश्यकता हो सकती है जो 74LS सीधे हैंडल करता है।

निष्कर्ष

एकीकृत सर्किट की 74LS श्रृंखला, उनकी परिपक्व टीटीएल तकनीक और स्थिर प्रदर्शन के साथ, डिजिटल सर्किट डिजाइन में एक महत्वपूर्ण स्थिति रखती है। हालांकिCMOS- आधारित 74HC श्रृंखलाधीरे -धीरे मुख्यधारा बन गया है,74LS श्रृंखलाउच्च आउटपुट करंट (जैसे कि भारी लोड ड्राइविंग) या विरासत प्रणालियों के साथ संगतता की आवश्यकता वाले परिदृश्यों में अपूरणीय रहता है।

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