Circuit intégré

1 Introduction

Les flippers contiennent de nombreux circuits intégrés (CI) dont le rôle est de réaliser des opérations logiques. Dans ces composants, la valeur logique "false" est représentée par un voltage égal à 0V et la valeur "vrai" par un voltage positif, le plus souvent égal à +5V.

Chaque circuit intégré possède une table de vérité qui décrit les relations entre valeurs d'entrée et valeurs de sortie.

Vous trouverez ci dessous quelques informations supplémentaires à propos de ces composants.

2 Numérotation des broches

Les broches (pin) d'un circuit intégré sont numérotées. Pour déterminer la position du pin n°1, il faut repérer une encoche sur le composant. Lorsqu'on regarde le composant avec cette encoche orientée vers le haut, le pin n°1 est toujours celui à gauche de l'encoche. Sur certains CI, il existe également un point qui identifie la position du pin n°1.

Comme le montre la photo ci-dessous, les pins sont numérotés dans le sens inverse de l'aiguille d'une montre.

3 Circuit TLL

Les circuits intégrés les plus utilisés dans les flippers sont ceux de la famille "Transistor-Transistor Logic" (TTL). Il s'agit d'une technologie inventée dans les années 1960. Les circuits intégrés TTL sont composés de Transistors et résistances, cela s'appelle "Transistor-Transistor Logic" car les fonctions logiques et les fonctions d'amplifications sont réalisées par des transistors.

Il existe plusieurs sous familles de circuits TTL avec des vitesses et des puissances variables : LS, F, ALS, HCT etc. La sous famille LS est la plus répandue.

3.1 Convention de nommage

• Exemple avec le circuit intégré SN74LS00
  • Les 2 premiers caractères indiquent le constructeur du composant. Par exemple SN signifie que le constructeur est Texas Instrument
  • Le chiffre suivant est soit 74, soit 54. 74 désigne les circuits intégrés grands publics qui supportent une température ambiante comprise entre 0 et 70 dégré. 54 désigne les CI à usage militaire, ils supportent des températures plus extrêmes de -55 à 125 degrés
  • Les lettres suivantes indiquent la sous famille du circuit TTL (LS, HCT etc.)
  • Les derniers chiffres indiquent la fonction réalisé par le composant (00=Porte NAND, 02=Porte NOR, 08=Porte AND etc.)
• Sur un CI, se trouve parfois 4 chiffres qui indiquent l'année et la semaine de fabrication du composant. Par exemple 8012 signifie 12ème semaine de l'année 1980

3.2 Exemple du circuit TTL 7408

Ce circuit est pourvu de 4 porte AND. La première a pour entrée les pins 1 et 2, et pour sortie le pin 3. La seconde a pour entrée 4 et 5 et sortie 6 etc. La masse doit être reliée au pin 7 et le voltage au pin 14.

4 Circuit CMOS

• Il existe une autre famille de circuits intégrés souvent utilisée dans les flippers : Les CMOS (Complimentary Metal Oxide Semiconductors). Cette famille peut opérer avec des voltage plus important que ceux gérer par les circuits TTL. Convention de nommage : 40XX ou 45XX
• Les circuits 74HCTxxx sont en réalité des CMOS qui ont une interface compatible avec TTL (voltage semblable aux TTL). Ils peuvent dans la plupart des cas remplacer des circuits TTL.

5 Tester un circuit intégré

Pour tester un CI, il faut récupérer son schéma. Reprenons l'exemple du circuit TTL 7408

Pour tester ce CI, il faut vérifier la cohérence des tensions sur chaque pin d'entrée et chaque pin de sortie. Par exemple, étant donné qu'il y a une porte AND avec les pin n°1 et n°2 pour entrée et le pin n°3 pour sortie, on devra avoir :

• Si pin n°1 = +5V et pin n°2 = +5V alors pin n°3 = +5V
• Si pin n°1 = +0V et pin n°2 = +5V alors pin n°3 = +0V
• Si pin n°1 = +5V et pin n°2 = +0V alors pin n°3 = +0V
• Si pin n°1 = +0V et pin n°2 = +0V alors pin n°3 = +0V

Il faut ensuite faire les mêmes vérifications sur les 3 autres portes AND.