Richi´s Lab

HFO DL003

DL003

DL003 Datenblatt

Der im Halbleiterwerk Frankfurt Oder produzierte DL003 enthält vier NAND-Gatter mit jeweils zwei Eingängen. Er entspricht funktional dem 74LS03.

S3 steht für eine Fertigung im März 1984. Das Dreieck mit der Zahl 1 ist das Gütezeichen, dass das Bauteil qualitativ dem Wettbewerb auf dem Weltmarkt entspricht.

 

DL003 Die

Die AND- und NAND-Gatter der DL-Familie ähneln sich stark, da sie auf demselben Grunddesign basieren. Die Metalllage erzeugt mit den immer gleichen darunter liegenden Elementen die verschiedenen Logik-Funktionen. Gut zu sehen ist das bei den Bausteinen DL008 (4* 2-Input AND) und DL020 (2* 4-Input NAND). Die Nutzung eines gemeinsamen Grund-Designs sorgt für eine effizientere Produktion, in der weniger Maskensätze benötigt werden.

An der oberen Kante findet sich die Bezeichnung DL003. Die Zahlen 04 an der rechten Kante verweise auf die Revision des Designs.

 

DL003 Die Analyse

DL003 Die Analyse

DL003 Schaltung

Die Schaltung des DL003 lässt sich einigermaßen problemlos aus den Strukturen herauslesen. Die Dioden D1 und D2 isolieren die Eingänge gegeneinander. Da sie sich im Signalpfad befinden, kommen Schottky-Dioden zum Einsatz, die schnelle Schaltzeiten bieten. Bei den Dioden D3 und D4 scheint es sich um normale Dioden zu handeln. Sie schützen die Schaltung vor negativen Potentialen.

Liegt an keinem Eingang ein Low-Pegel an, so sorgt der Widerstand R1 für einen High-Pegel, der damit den Transistor Q5 durchsteuert. Q5 ist ein Schottky-Transistor. Eine Schottky-Diode zwischen Basis und Kollektor sorgt dafür, dass der Transistor nicht in Sättigung geht und damit schneller wieder sperren kann. Im Rahmen des DL020 wird der Aufbau dieser Transistoren genauer analysiert.

Der Transistor Q5 steuert in der Endstufe den Lowsidetransistor Q9. Auch hier handelt es sich um einen Schottky-Transistor. Auffällig ist das überraschend komplexe Netzwerk R3/R4/Q6, das sich auch in den 74LS-Logikbausteinen verschiedener Hersteller findet, aber selten genauer beschrieben wird. Die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Q6 sorgt wahrscheinlich für ein schnelleres Einschalten des Lowside-Transistors Q9.

 

Radio Fernsehen Elektronik DL-Schaltung

Die Zeitschrift Radio Fernsehen Elektronik stellt im Dezember 1984 beispielhaft die Schaltung eines NAND-Gatters der DL-Reihe dar. Der Highside-Transistor in der Endstufe fehlt beim DL003, weil dieser nur einen Open-Collector-Ausgang besitzt.

Der Highside-Teil der Endstufe besteht aus einem Darlington-Paar, bei dem der Treiber VT2 ein Schottky-Transistor ist, der den normalen Transistor VT3 aussteuert. Ein zusätzlicher Kollektor des Transistors VT1 beschleunigt über die Diode VD17 das Abschalten des Endstufentransistors VT3. Der 75Ω-Widerstand ist notwendig, da beim Umschalten kurzzeitig Lowside- und Highsidetransistor gleichzeitig leitend werden. Der dabei fließende Strom muss begrenzt werden.

 

DL003

Der hier zu sehende DL003 wurde im Juni 1986 gefertigt (U6).

 

DL003 Die

Es zeigt sich, dass dieser Baustein bereits auf der neueren Revision 05 basiert. Die Schaltung hat sich allgemein nicht geändert, allerdings ist das Grunddesign, also das Layout unter der Metalllage ein anderes. Wahrscheinlich war dieses Design für andere Logik-Gatter vorteilhafter. In diesem Zug musste dann natürlich auch die Metalllage des DL003 angepasst werden.

Im Rahmen der Analyse des DL008 werden die Unterschiede zwischen den Revisionen genauer betrachtet.

 

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