Circuito Integrado

Módulo:Sistemas Electrónicos Digitales
Profesor: Carlos Herrera C.
Unidad 2: Circuitos Integrados 

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material Semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante Fotografías y que está protegida dentro de un encapsulado deplástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.

[pic]



I .Circuitos Integrados TTL
Las familias lógicas se definen de acuerdo al circuito básico con el que se construyen las compuertas. Una de las familias más populares es la TTL (Transistor Transisitor Logic).
Esta familia ofrece comercialmentetoda una gama de compuertas en circuitos SSI (SSI: Small Scale of Integration, de baja escala de integración) y circuitos MSI (MSI: Medium Scale of Integration, escala media de integración).
Es una familia que opera con una alimentación de 5 volts de CD y tiene el mejor compromiso entre velocidad y consumo de energía.
Las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL a maneraresumida son las siguientes:
a) Su tensión de alimentación característica (Vcc) está comprendida entre los 4.75V y los 5.25V, que como se ve un rango muy estrecho. Debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0.2V y 0.8V para el estado L y entre 2.4V y Vcc para el estado H.
b) La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejorcaracterística, ciertamente este aumento en su velocidad de respuesta le hace aumentar su consumo eléctrico, siendo esto su mayor enemigo, motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, SL, S, etc. y últimamente las familias HC, HCT y HCTLS. En algunas
familias pueden alcanzarse velocidades de reloj de poco más de 250Mhz. Otras familias TTL son las siguientes:
i)Estándar, ii) Debaja potencia o bajo consumo, iii) De alta velocidad, iv) Schottky y v) Schottky de baja potencia.
Los Circuitos Integrados están constituidos en su interior por compuertas lógicas y de ellas varia la configuración de las compuertas ya que el PIN 7 es GND mientras que el 14 es Vcc. El voltaje de entrada (Vcc) debe oscilar entre 4.75Vcc y 5.25Vcc mientras que un cero lógico debe oscilar entre 0Vccy .8Vcc y finalmente el 1 lógico oscila 2.5Vcc a 5Ccc.

Configuración interna de las compuertas lógicas

1) Circuito Integrado 7408 Compuerta AND


[pic]



2) Circuito Integrado 7432 Compuerta OR


[pic]


3) Circuito Integrado 7486 Compuerta OR EXC.


[pic]

4) Circuito Integrado 7404 Compuerta NOT


[pic]



5) Circuito Integrado7400 Compuerta NAND



[pic]


5) Circuito Integrado 7402 Compuerta NOR



[pic]










II .Circuitos Integrados CMOS

Estos Circuitos se caracterizan por su extremadamente bajo consumo de potencia, ya que se fabrican a partir de transistores MOSFET los cuales por su alta impedancia de entrada su consumo de potencia es mínimo.

Estos Circuitos Integradosse pueden clasificar en tres subfamilias:

|Familia |Rango de tensión |Consumo potencia |Velocidad |
|estándar (4000) |3 – 15 V |10 mW |20 a 300 ns |
|serie 74C00 |3 – 15 V |10 mW|20 a 300 ns |
|serie 74HC00 |3 – 15 V |10 mW |8 a 12 ns |


Compuertas CMOS
Para entender el funcionamiento de los circuitos integrados CMOS, es necesario estudiar primero el funcionamiento de los transistores de efecto de campo MOS. Aunque estos dispositivos...