Familias lógicas V 2.0

Familias lógicas

Ing. Herbert Cardona

Objetivos

* Conocer las características de la familias lógicas

* Comparar las características de las familias lógicas TTL y CMOS para identificar sus ventajas y desventajas.

Contenido

4.1 Familias lógicas. Estructura, funcionamiento y aplicaciones.

4.1.1 Familias lógicas iniciales. RTL y DTL.

4.1.2 Familia TTL y variantes (S, LS y otras)

4.2 Colector abierto

4.3 Buffer

4.4 Schmitt Trigger

4.5 Tres estados

4.6 Familia CMOS y variantes

Circuitos Integrados

Un circuito integrado (CI) es un cristal semiconductor de silicio, llamado Chip, que contiene los componentes electrónicos para construir compuertas digitales.

Circuitos IntegradosNiveles de integración

Los CI digitales se clasifican de acuerdo al número de compuertas lógicas incluidas en el paquete.

CIs. Escalas de integración

En función del nivel de integración o número de compuertas en un CI. Los CIs se pueden clasificar en:

Cantidad compuertasSSI <10MSI De 10 a 99.LSI De 100 a 9,999.

VLSI De 10,000 a 99,999.ULSI >100,000

Escala integración

Familias de lógica digital

Los CIs se clasifican también por la tecnología de circuitos utilizada en su construcción, se le llama a esa tecnología Familia Lógica digital. Las más populares son:

TTL (Lógica Transistor-Transistor) ECL (Lógica de Acoplada por Emisor) MOS (Semiconductor de Óxido Metálico) CMOS (MOS Complementario)

Familias de lógica digital. Características

Abanico de salida (fan-out) Abanico de entrada (fan-in) Disipación de potencia Retardo de propagación Margen de ruido.


Abanico de salida (fan-out) especifica el número de cargas estándar que la salida de un compuerta representativa es capaz de alimentar sin merma de su funcionamiento normal. La carga estándar por lo regular se define como la cantidad de corriente que requiere en una de sus entradas otra compuerta de la misma familia.


Abanico de salida (fan-out)


Abanico de salida (fan-out)

Especifica el número de cargas estandar que es posible conectar a la salida de la compuerta sin degradar su funcionamiento normal.

El Fan out de salida de una compuerta se calcula a partir del cociente |I

OH|/|I

IH| o |I

OL|/|I

IL|


Abanico de entrada (fan-in)

Es el número de entradas con que cuenta la compuerta.


Disipación de potencia

es la energía consumida por la compuerta y que la fuente de poder debe de suministrar.

ICC

(avg)=(ICCH

+ICCL

)/2

PD(avg)=ICC

(avg) X VCC


Retardo de propagación

es el tiempo medio de transición que la señal tarda al propagarse de la entrada a la salida. La potencia media se determina así: P=V

CC* I

CC

donde:


Margen de ruido.

Es el voltaje externo máximo de ruido que puede añadirse a una señal de entrada sin causar un cambio indeseable en la salida del circuito. Y esta dada por la diferencia V

OH- V

IHo V

OL-V

IL.


Circuitos RTL y DTL

Ver simulación.(circuito básico)

Familias de lógica digital. Series TTL y sus características


* 74 : Serie estándar

* 74L (low power) : Serie de bajo consumo

* 74-S (schottky) : Serie rápida (usa diodos Schottky)

* 74AS (advanced schottky) : Versión mejorada de la serie anterior

* 74-LS (low power schottky) : Combinación de las tecnologías L y S (es la familia más extendida)


* 74-ALS (advanced low power schottky) : Versión mejorada de la serie AS

* 74-F (FAST : fairchild advanced schottky)

* 74-AF (advanced FAST) : Versión mejorada de la serie F

* 74-HC (high speed CMOS) : Realmente no se trata de tecnología TTL bipolar sino CMOS

* 74-HCT (high speed C-MOS) : Serie HC dotada de niveles lógicos compatibles con TTL

Familias de lógica digital. Series TTL y sus tipos de salida.

1. Colector abierto

2. Totem pole

3. Tres estados.

Recomendación

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