Warum wird die Ausgabe (in der Wahrheitstabelle) in einem als Demux verwendeten IC 74154 invertiert?

74154 ist eine TTL-Schaltung, und TTL wurde entwickelt, um nicht ideale Transistoren optimal zu nutzen. In den damaligen Prozessen waren bipolare NPN-Transistoren am schnellsten, daher wurden alle TTL-Schaltungen um diese herum entwickelt.

Wenn Sie etwas Erfahrung mit BJTs haben, wissen Sie, dass NPN-Transistoren am besten zum Ziehen eines Signals auf 0 V (gemeinsamer Emitter, wobei der Ausgang mit dem Kollektor verbunden ist) und ziemlich schwach beim Hochziehen eines Signals verwendet werden. (Gemeinsamer Kollektor, wobei das Signal mit dem Emitter verbunden ist, der um 0,7 V niedriger als die Basisspannung bleibt und daher erheblich unter der Versorgungsschiene.

Daher nahm die TTL-Schaltung asymmetrische Logikpegel an, bei denen „0“ garantiert unter 0,8 V und „1“ garantiert über 2,4 V lag, weniger als die Hälfte der nominalen 5-V-Versorgungsschiene.

Ebenso wurde garantiert, dass ein TTL-Ausgang 16 mA senkt (für die 74-Serie 8 mA für 74LS, andere Familien hatten ihre eigenen IOL-Nennwerte), aber nur 0,4 mA liefert.

Dies führte zu den Eingangsstromanforderungen: Sie konnten einen Eingang mit sehr wenig Strom (40 uA) hochziehen, aber es dauerte 1,6 mA, um einen Eingang niedrig zu ziehen (0,4 mA für den späteren 74LS).

Und dies führte zu der Art und Weise, wie die Logik verwendet und mit ihr entworfen wurde. Die Eingänge wurden standardmäßig hochgezogen und nur bei Bedarf niedrig gezogen, um Strom zu sparen. Sie können also einen 47-kOhm-Widerstand zum Hochziehen (Abfall von 1,88 V bei 40 uA) und einen Schalter zum Herunterziehen verwenden - und diese Praxis wird heute noch häufig in Active-Low-Reset-Schaltungen gesehen, obwohl die Symmetrie von CMOS dies unnötig macht .

Hochgeschwindigkeitssignale waren normalerweise aus dem gleichen Grund aktiv niedrig. Und das ist beim 74154 los...

Das hat alles mit dem eigentlichen IC-Design zu tun. Die Theorie deckt also nur die Theorie ab, die die Grundfunktionalität der Arbeitsweise eines Demultiplexers erklärt.

Die eigentliche Implementierung des gewählten ICs hat aktiv niedrige Ausgänge. Sie werden also invertiert und in der Theorie erklärt.

Das Datenblatt dieser Komponenten ist immer der Schlüssel zur richtigen Umsetzung.

Es ist kontraintuitiv, ja, aber es ist eine etablierte Konvention, dass die Art von Geräten, die dieses Teil steuert, Active-Low-Freigabeeingänge haben wird.