TTL evenals CMOS Logic ICS: de bouwstenen van een transformatie
bij het starten van een nieuwe elektronica-taak vandaag, een van de allereerste dingen die we hebben de neiging om te doen de geïntegreerde circuits die de kern van het ontwerp omvatten . Dit kan alles zijn van een microcontroller, evenals verschillende controller ICS tot een besprenkeling van MOSFET’s, opamps, evenals potentieel ongeveer 7400- of 4000-serie logica ics om dingen samen te binden. Toch was het niet zo lang omdat dit niveau van hoge integratie evenals miniaturisatie stevig was in het rijk van science-fictie, met zelfs Norbit-modules die futuristisch lijken.
Beginnend met het bouwen van de allerarmste puntcontacttransistor in 1947, evenals de bipolaire knooppunttransistor (BJT) in 1948 bij Bell Labs, zou de Electronics World al snel het begin van zijn belangrijkste verandering in dat punt zien. Maar door de fascinerende geopolitieke situaties van de 20e eeuw leidde dit tot een interessante omstandigheid van parallelle ontwikkeling, flagrante kopie van ontwerpen, evenals een van de meest interessante verhalen in innovatiegeschiedenis aan beide zijden van het ijzeren gordijn.
Een smorgasbord van nieuwe technologie
Dual 3-input noch ingang geïmplementeerd in RTL zoals gebruikt in de Apollo Assistance-computer. (Credit: NASA)
Na de innovatie van de transistor was het van het programma niet een gemakkelijke kwestie van gewoon enkele transistors op een siliciummatrijs om de logische poorten te produceren, waardoor het in een plastic (of keramische) pakket wordt geplaatst, evenals het overnemen van de wereld van digitale elektronica .
De allereerste levensvatbare methode voor het produceren van logische poorten met transistors in het begin van de jaren zestig was weerstand-transistor logica (RTL), die het aantal benodigde transistoren beperkte. In die tijd waren weerstanden minder duur en transistoren waren nog steeds moeilijk te maken. Deze methode werd gebruikt met de Apollo Assistance-computer, die is ontwikkeld met behulp van discrete 3-ingang RTL-gebaseerde noch poorten.
De innovatie van Diode-Transistor Logic (DTL) had de voordelen van het gebruik van minder vermogen en het mogelijk maken voor aanzienlijk veel meer fan-in (het aantal ondersteunde ingangen op een circuit), naast voor vrij eenvoudige boost van fan- (aantal uitgangen) door gebruik te maken van extra diodes en transistors. Een nadeel van DTL was dat de propagatievertraging met een circuit vrij lang is vanwege de vergoeding die in het basisgebied van de transistoren wordt bewaard.
Dit leidde tot een aantal pogingen om dit verzadigingsprobleem te beheren, inclusief een extra condensator, een bakkersklem en de Schottky-transistor. Het begin van de jaren zestig zag de release van DTL-gebaseerde logische chips, met Signetics ‘SE100-serie, voldaan door Fairchild met de 930-serie DTIL (Micrologic) -serie. Het naleven van DTL was transistor-transistor logica (TTL), die relatief vergelijkbaar is met DTL, omdat de naam suggereert, maakt gebruik van alleen transistors.
De allereerste commercieel gecreëerde TTL-micrologische chips waren Sylvania’s Universal High-Logic Light (Suhl) en de opvolger Suhl II-serie. Texas Instruments (TI) introduceren de 5400 TTL-serie voor Armed Forces-applicaties in 1964, met twee jaar later de 7400-serie die is geïntroduceerd voor algemene toepassingen.
Enigszins parallel, emitter-gekoppelde logica (ECL) zag eveneens een constant succes in de jaren tachtig. Het primaire voordeel van ECL over werkwijzen zoals RTL evenals DTL, naast TTL is dat ECL extreem snel is vanwege zijn emitter-volgende natuur, met behulp van een enkele overdredige bipolaire kruisingtransistor (BJT). De stijl is zodanig dat geen van de gebruikte transistors ooit in verzadiging is, met kleine spanningswisselingen tussen hoge en lage niveaus (0,8 v) die vrij snel veranderende tijden inschakelt.
Hoewel ECL de nadelen heeft van het behalen van vrij uitdagende voedingen met weinig ruis, evenals constante stroom, maakten de hoge veranderende snelheden het een schijnbare optie in mainframes, evenals andere toepassingen waarbij snelheid de meest essentiële factor was. Dit omvatte de CRAY-1-computer, naast een verscheidenheid aan IBM evenals VAX-mainframes.
Dit contrasteert met de vooruitgang van de MOSFET (metaal-oxide-halfgeleider veld-effecttransistor), die zijn fundamentele werkprincipes al in 1926 hebben gesuggereerd, duurde echter een lang langere tijd om voorbereid te zijn op commercialisering dan de BJT, ook al MOSFET’s bieden een aanzienlijke grootte en het schalen van voordelen hierover. Maar toen MOS-innovatie eindigde op massaproductie in de late jaren zestig, heeft het een beetje transformatie geactiveerd die niet alleen de nog steeds typische 4000-serie CMOS-logische chips heeft ingediend (geïntroduceerd door RCA in 1968), maar ook de microprocessors die zouden machtigen de huiscomputer transformatie van de jaren zeventig.
Inchecken met de CIA
Waarschijnlijk bit van de voorgaande geschiedenis is onbekend voor de typische lezer, maar waar de dingen fascinerend worden is met de vooruitgang van deze technologieën in de Sovjet-Unie, evenals geallieerde naties. Als dit deel van ThE World was op minder dan-vriendelijke relaties met de VS, evenals geallieerden omdat de jaren 1940, het meestal is weggelaten uit de enorme halfgeleidertransformatie die voornamelijk in de VS plaatsvond.
In wezen impliceerde dit dat de producerende apparaten en knowhow voor het produceren van transistors en MOSFET’s onder strikt embargo waren, met zeer eerste wereldlanden die verboden waren van het exporteren van elk type van dergelijke producten in de USSR en geallieerde gebieden. Wanneer we kijken naar een Top Trick 1976 CIA-bestand (Designed In 1999), getiteld USSR probeert het ontwikkelen van een geavanceerde halfgeleidermarkt met embargoed westerse machines, we kunnen een grote perceptie krijgen van wat de specificiteit van dingen op dat moment in de tijd waren.
Zelfs zoals de VS, Europa, evenals Japan hun respectieve halfgeleiderindustrie opgelopen, bleef de USSR slecht achter. Hoewel het leiderschap van USSR het grote tactische voordeel heeft bevestigd dat de hedendaagse halfgeleiderinnovatie hen zou bieden, was dit geen nadeel dat ze snel zouden overwinnen. Dit leidde tot een grootschalige inspanning van de USSR om de westerse machines te importeren voor het produceren van geavanceerde halfgeleiders en kopieer de innovatie die ze zouden kunnen krijgen.
De geneugten van normen
Four TTL ICS: Tsjechoslovak MH74S00, Texas Instruments SN74S251N, Oost-Duitse DL004D (74LS04), Sovjet K155LA13 (7438).
Sommige van het resultaat hiervan kunnen worden ontdekt in de vele logica-IC’s die compatibel zijn met 7400-Logic-serie TTL IC’s. Hoewel de Europese producenten zich zouden houden aan het PRO-elektron-naamgevingsplan (bijvoorbeeld FJH101 voor de 7403 8-ingang NAND-poort), gebruikten de Sovjet en op enkele graad Oost-Bloc-producenten de Sovjet IC-aanwijzingsregeling. Dit begon met de NP0.034.000-norm in 1968 die zijn allereerste update in 1973 zag met GOST 18682-73.
Opvallend met IC-logische chips die voor de Sovjetmarkt zijn gecreëerd, is dat ze de metrische speldafstand (2,5 mm evenals 1,2 mm) gebruiken in plaats van imperiaal (2,54 mm en 1,27 mm). In Oost-Bloclanden zoals Tsjechoslowakije, Polen, evenals Oost-Duitsland, werden verschillende IC-aanduidingsregelingen gebruikt, met tal van hen die overeenkomen met het westelijke equivalent. In Oost-Duitsland bestond bijvoorbeeld drie 7400-compatibele serie – 6400, 7400 en 8400 – elk gericht op een andere markt met verschillende temperatuurvariëteiten en andere eigenschappen.
Voorvoegsels van Oost-Europese 7400-serie logische chips.
Zelfs veel meer verwarrend, logische chips die voor export worden aangewezen, zouden in sommige gevallen worden gemarkeerd met behulp van de US-Style 7400-aanduiding. Het gebruik van cyrillische letters in plaats van Latijnse karakters kan eveneens buitengewoon verwarrend zijn, vooral wanneer een cyrillisch en het Latijnse karakter er vergelijkbaar uitziet. De voortdurende productie van deze reeks logica ICS na de ontbinding van de Sovjet-Unie in 1991 bij halfgeleiderinstallaties die mogelijk niet het printen van Cyrillische karakters aanbieden – dwingen het gebruik van Romaniseerde karakters – heeft hier nog meer in de war.
Strijkijzer transformeren in silicium
Gebrandschilderd glas met logo van de Tsjechoslovak Business Tesla Radio in Pasáž Světozor, Vodičkova Ulice, Praha. (Credit: František Hudeček)
Voor de mensen die in de USSR of een type van zijn satellietnaties woonden, gingen veel van de technologische transformatie van de jaren zestig met de jaren tachtig meestal door onopgemerkt. Vanwege het gebrek aan halfgeleiderproducerende mogelijkheid in de USSR, ontdekten de ICS die voornamelijk zijn gemaakt hun methode in gewapende krachten-apparaten, evenals gerelateerd, die lager en gedateerde IC’s voor de typische burger, eveneens, wat resulteert in de innovatie van de typische burger in de USSR voor tientallen jaren daarbuiten in veel van het Westen.
Maar met de herfst van de Sovjet-Unie veranderde dit allemaal. Met de embargo’s tegen de USSR niet langer op zijn plaats, overstroomde consumentenproducten vol met westerse IC’s, zowel de markten in Oost-Europa, evenals Rusland, die de snelle ondergang van het bedrijf als de Tsjechoslowak Tesla, die vrijwel alle elektronica voor de regionaal had geproduceerd, markt daar.
Militair en andere langdurige contracten gegarandeerd dat zowel het Sovjet IC-naamgevingplan als speciale ICS het tot op de dag van vandaag doorheen halen, maar de interessante dagen van spy-versus-spion van de kille oorlog zijn doorgegaan, waardoor het vreemd is Gesplitste geschiedenis die geen vraag zal verwarren om tientallen jaren te komen.