TTL – Transistor-Transistor Logic ICs

Last Updated on 8. October 2026 by Suffocation●Link status: OK

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

TTL IC’s sind integrierte Schaltkreise mit logischen Verknüpfungsgattern wie UND/ ODER/ NICHT. Auch Kombinationen 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 hundert IC Varianten. Manche unterscheiden sich nur hinsichtlich ihrer Pinbelegung.

History

Diese IC’s wurden in den 1961er Jahren erfunden. Deren günstige Massenproduktion sollte den ansteigenden Bedarf decken. Mit ihrer Erfindung kam eine Art der Normierung der Pins und der Funktion, 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 alle IC aufgekauft haben, die auf dem Markt verfügbar waren und nicht immer waren alle ICs von einem Hersteller lieferbar. So finden sich beispielsweise im Commodore64 gleiche RAM Chips unterschiedlicher Hersteller.

Views

Facts

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

Description	Worth
Input high level under load	2.4 V
Eingangs LOW Pegel bei Last	Less than 0.4 V
Input HIGH level	2.0V
Eingangs LOW Pegel	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 vielen 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 zur 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. Schottky Diode mit verbaut, was den Auf- und Abbau der Ladung im Transistor begünstigt und zu schnelleren Schaltvorgängen bei höherem Energieverbrauch führt.

Description	Worth
Switching speed	three ns
Gate power loss	20 milliwatts

Low-Voltage-TTL

Anpassung der TTL Logik auf eine Versorgungsspannung von 3.3V.

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●Link status: OK)

Open-collector outputs

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 Reihe
• XXXX Characteristics
• YYYY Type

By way of example, a 74LS00.

Properties	Designation
Low Power	L
High-Speed	H
Schottky (hohe Geschwindigkeit / hohe Verlustleistung)	S
Fast-Schottky (Noch schneller ???)	F
Low Power + Schottky	LS
Advanced Power + Schottky	AS
Advanced Power + Low Power + Schottky	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 Logik – Varianten

Areas of application

• Computer of the time
• Logic circuit for controls

Model examples

Hier nur ein paar Beispiele, für eine vollständige Liste sei auf https://www.mikrocontroller.net/articles/74xx●Link status: OK referred.

74xx
00●Link status: OK/ 10/ 20/ 30	4/3/2/1 NAND gates with 2/3/4/8 inputs each
01/ 12/ 22	4/ 3/ 2/ 1 NAND gates with open collector, each with 2/3/4 inputs
02/ 27/ 25 /28	4/3/2/2 Nor gates with 2/3/4/4 inputs respectively
03	4/ NAND gate open collector with 2 inputs
04	6 * Inverter
05	6 Inverter Open Collector
06	Inverter Buffer/Driver (OC) 30V
07	Buffer/Driver (OC)
13	4-input NAND Schmitt trigger●Link status: OK
14	Inverter Schmitt-Trigger

Problems

–

Miscellaneous

TTL is outdated

Die Zeit der TTL Logiken ist vorbei. Letztendlich löste die CMOS Serie die TTL IC’s ab und diese wurde durch speicherprogrammierbare Schaltungen/ Microcontroller 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 Waschmaschine, einen Toaster, einen Verstärker oder die Batterieversorgung 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 for educational purposes

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 leichter zu verstehen als ein komplexer Atmel Controller mit 32 Beinen, der zudem auch noch programmiert werden muss.

Conclusion

Ich finde die TTL Logik immer noch faszinierend. Schaltungen auf Steckbrettern auszuprobieren 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.

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Sources

https://de.wikipedia.org/wiki/Transistor-Transistor-Logik.●Link status: Broken

TTL Code Database●Link status: OK

https://www.elektronik-kompendium.de/sites/dig/0205282.htm●Link status: OK

https://sourceforge.net/projects/circuit (Logic Sim - I use this for my drawings)●Link status: Unknown

https://www.mikrocontroller.net/articles/74xx●Link status: OK

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