Last Updated on 25 May 2024 by Suffocation

Ich werde diese Thema nur kurz umreißen, da es im gleichnamigen Wikipedia Artikel gut beschrieben steht. https://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik.

TTL IC’s sind Integrierte Schaltkreisen mit logischen Verknüpfungsgattern wie UND/ ODER/ NICHT. Auch Kombinationtionen aus ihnen, die zu größeren integrierten Schaltungen wie Flipflops, Zähler, BCD Encoder oder ähnlichem führen gibt es in der TTL Serie. Die Serie selbst umfasst einige hunderte IC Varianten. Manche unterscheiden sich nur hinsichtlich ihrer Pinbelegung.

History

Diese IC’s wurden in den 1961er Jahren erfunden. Deren günstige Massenproduktion sollten den ansteigenden Bedarf decken. Mit ihrere Erfindung kam eine Art der Normierung der Pins und der Funkton ,die es ermöglichte die IC zwischen unterschiedlichen Herstellern auszutauschen. Dies ist zum Beispiel sehr gut an den Computern dieser und der Zeit danach zu erkennen, sie sind meist mit Bauteilen unterschiedlicher Hersteller gespickt, weil die Firmen alles IC aufgekauft haben die auf dem Markt verfügbar waren und nicht immer waren alle ICs von einem Hersteller lieferbar. So finden sich beispielsweise im Comodore64 gleiche RAM Chips unterschiedlicher Hersteller.

Views

Facts

Das Innenleben der IC besteht aus elektronischen Bauteilen wobei die Schlaltvorgänge mittels Transistoren und anderer Bauteile realisiert werden. Genormte Pegel sorgen dafür das die IC’s untereinander austauschbar sind.

Description	Worth
Input high level under load	2.4 V
Input low level at load	Less than 0.4 V
Input HIGH level	2.0V
Input Low Level	Under 0.8V
Output HIGH level	2.4 of 3-4V
Output LOW level	Below 0.4V
Supply voltage	5V
Supply voltage tolerance	+-5%
Gate power loss	~10 mW
Switching speed	~10 nanoseconds

Variations

Die TTL Logik unterlag vieler Änderungen. Zum einen wollte man den Energieverbrauch senken und zum anderen die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen. Anfänglich ging das eine nur auf Kosten des Anderen. Auch führte der Wunsch zu Senkung der produktionskosten, produktion immer höherer Stückzahlen sowie die verbesserten Möglichkeiten und Fähigkeiten der Hersteller zu immer mehr Verbesserungen.

Schottky TTL

Hier wird eine sog. Schotkey Diode mit verbaut, was den Auf und Abbau der Ladungs im Transitor begünstigt und zu schnelleren Schaltvorgängen bei höheren Energieverbraucht führt.

Description	Worth
Switching speed	three ns
Gate power loss	20 milliwatts

Low-Voltage-TTL

Adapting TTL logic to a 3.3V supply voltage.

Description	Worth
Input voltage LOW	2V – 2.4V
Input voltage HIGH	−0,4V – 0,8 V
Output voltage LOW	2,4V – 5V?? (ich hätte 3.3V erwartet)
Output voltage high	0V – 0.4V

(What)

Open-Collector-Ausgänge

Die Open Collector Bausteine können an einem Bus betrieben werden. Es ist möglich ihre Ausgänge Hochohmig zu schalten, so dass sie den Bus nicht beeinflussen.

Designations

The TTL components are named as follows

• 74 TTL series
• XXXX Characteristics
• YYYY Type

By way of example, a 74LS00.

Properties	Designation
Low Power	L
High-Speed	H
Schottky (high speed/high power dissipation)	S
Fast-Schottky (Even faster???)	F
Low Power + Schottky	LS
Advanced Power + Schottky	AS
Advanced Power + Low Power + Shortcut	Motor neurone disease
High Speed CMOS (Supply Voltage 3-6V)	HC
Advanced High Speed CMOS (Supply Voltage (3-6V)	AHC / AC
How HC only TTL compatible (supply voltage 5V)	HCT
How AC only TTL compatible (supply voltage 5V)	ACT

TTL Logic – Variants

Areas of application

• Computer of the time
• Logische Schaltung für Steuerungen

Model examples

Hier nur ein paar Beispile, für eine Vollständige Liste sei auf https://www.mikrocontroller.net/articles/74xx referred.

74xx
00/ 10/ 20/ 30	4/ 3/ 2/ 1 Nand Gatter mit jeweils 2/3/4/8 Eingängen
01/ 12/ 22	4/ 3/ 2/ 1 Nand Gatter mit open Collector mit jeweils 2/3/4 Eingängen
02/ 27/ 25 /28	4/ 3/ 2/ 2 Nor Gatter mit jeweils 2/3/4/4 Eingängen
03	4/ Nand Gatter open Collector mit 2/ Eingängen
04	6 * Inverter
05	6 Inverter Open Collector
06	Inverter Buffer/Driver (OC) 30V
07	Buffer/Driver (OC)
13	4-input NAND Schmitt trigger
14	Inverter Schmitt-Trigger

Problems

–

Miscellaneous

TTL ist überholt

Die Zeit der TTL Logiken ist vorbei. Letztendlich löste die CMOS Serie die TTL IC’s ab und diese wurde durch Speicherprogramierbare Schaltungen/ Mircrocontroller mit viel mehr Fähigkeiten und Einsatzzwecken abgelöst. Heutige Microcontroller ermöglichen es komplexe logische Verknüpfungen mittels Software zu realisieren, ohne am Aufbau der Hardware etwas zu ändern. Auch können sie in unterschiedlichen Geräten wiederverwendet werden. Ein Atmel Controller kann zum Beispiel eine Waschmaschiene, einen Toaster, einen Verstärker oder die Batteriversorgung eines Notebooks steuern. Wo die Hersteller früher hunderte ICs auf Lager halten mussten ist es heute nur noch ein einziger der alle Logiken abdecken kann, leicht mit wenigen Bauteilen zu beschalten und günstig in der Herstellung ist.

TTL für Lehrzwecke

Für die Lehre haben diese Bausteine immer noch Bestand. Sie vermitteln logisches Verständnis, sind leicht auf Steckbrettern zu verdrahten. Ein IC wie der 7400 mit 4 Gattern und 16 Beinen ist leicht zu verstehen als eine komplexer Atmel Controller mit 32 Beinen der zudem auch noch programmieret werden muss.

Conclusion

Ich finde die TTL logik immer noch faszinierend. Schaltungen auf Steckbrettern auszubrobieren hat etwas ausgesprochen befriedigendes, da es eine fast kreative und handwerkliche Tätigkeit ist. Auch gestaltet sich die Fehlersuche leicht, alles was man braucht ist ein Messgerät.

Verwandte Beiträge

• TTL IC 7402
• TTL IC 7400

Sources

https://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik.

TTL Code Database

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0205282.htm

https://sourceforge.net/projects/circuit (Logik Simu, Verwende ich für meine Zeichnungen)

https://www.mikrocontroller.net/articles/74xx

Log

Date	Description
23.06.2024	Post created.
25.05.2024	A couple of errors corrected and deployed.