29. ファンアウト

このテーマの要点
ディジタルICを接続する際の制限と拡張方法を知る

規格から接続可能数を計算する
教科書の該当ページ

ファンアウト [p.40]
吸い込みと吐き出し
!
2つのTTLを接続したとき
H
L
吐き出し電流
吸い込み電流
!
デジタル回路も
中身はアナログ
ファンアウト数

1つのゲートで駆動できるゲートの数
!
TTLの入出力電流
Ex. N-TTL同士を接続
したときのファンアウト数

電流
N
LS
ALS
H 出力 IOH
0.4 mA
0.4 mA
0.4 mA
L 出力 IOL
16 mA
8 mA
8 mA
H 入力 IIH
40 µA
20 µA
20 µA
L 入力 IIL
1.6 mA
0.4 mA
0.1 mA
!
IOH = 0.4 mA
= 10
IIH 40 µA
!
IOH
IOL
IIH
H出力のとき
L出力のとき
IOL = 16 mA
= 10
IIL 1.6 mA
IIL
!
いずれか小さい方
Ans. 10
C-MOSのファンアウト
!
C-MOSの出力電流 (VDD=5V, 最小値)
電流
4000
74HC
74AC
H 出力 IOH
0.42 mA
4 mA
24 mA
L 出力 IOL
0.42 mA
4 mA
24 mA
!
C-MOS同士を接続すると
入力電流
最大 1 µA 通常 0.0001 µA 程度
!
!
ファンアウト数
計算上は非常に大きいが…
現実的には 50 程度
入力段の容量を充放電する
多数接続すると動作速度
が落ちる
入出力ピンの拡張
!
バッファによる出力の拡張
バッファの個数
バッファのファンアウト数
!
並列接続による入力の拡張
A
B
F
C
D
F = (AB)(CD)
= ABCD
F = (A + B) + (C + D)
= A+B+C+D
頭の体操

2入力NANDのみを用いて、4入力NANDを構成せよ
ABCD
AB
AB
ABCD
= AB CD
CD

CD
2入力NORのみを用いて、4入力NORを構成せよ
A+B+C+D
A+B
= (A + B) + (C + D)
A+B
A+B+C+D
C+D
C+D