Rodiny a jejich prahy

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Prahů není nekonečně mnoho druhů. Za padesát let se ustálily dvě školy, a rozdíl mezi nimi je jediný důvod, proč se dnes vůbec dá 3,3V čip připojit k pětivoltovému.

Deset rodin na jedné ose. Jezdcem se prochází a dole se vypisují jejich čtyři čísla — všimni si, že prahy 74HCT sedí úplně jinde než 74HC, přestože je obojí na pěti voltech.

Dvě školy

Poměrové (CMOS). Prahy jsou zlomek napájení: V_IH = 0,7·V_DD, V_IL = 0,3·V_DD. Rozhoduje se doprostřed, rezerva je symetrická a velká. Sem patří 74HC, drtivá většina mikrokontrolérů a všechno, co má v názvu LVCMOS.

Pevné (TTL). Prahy jsou 2,0 V a 0,8 V, ať je napájení jakékoli. Pochází to z bipolárních obvodů, kde práh dělaly dva přechody báze–emitor, a přežilo to jako rozhraní: kdo chce být kompatibilní s TTL, drží ta dvě čísla. Sem patří 74LS, 74HCT a — což je ta praktická věc — vstupy 74LVC.

Proč to je důležité

Práh 2,0 V na pětivoltovém obvodu znamená, že mu stačí 3,3V jednička s rezervou 0,9 V. Práh 3,15 V na témže napájení znamená, že mu 3,3V jednička nestačí vůbec. Je to týž pětivoltový čip, tatáž pouzdra, tatáž čísla v katalogu — a rozdíl mezi „funguje" a „nefunguje" je jedno písmeno v označení.

Odtud pravidlo, které se vyplatí umět zpaměti: obvod s T v označení (HCT, ACT, VHCT) má TTL prahy a bere 3,3V vstup. Obvod bez něj má CMOS prahy a nebere. Jediné písmeno.

Co ještě do rodiny patří kromě prahů

vlastnost	bipolární (74LS)	CMOS (74HC, LVC)
proud do vstupu	stovky µA — počítá se	jednotky nA — nepočítá se
klidová spotřeba	miliampéry, pořád	~0, jen při přepnutí
co omezuje zatížitelnost	proud	kapacita
plovoucí vstup	chová se jako jednička	topení a náhodná čísla
výstup nahoru	emitorový sledovač	tranzistor jako odpor