circuitos integrados

[6609] LABORATORIO DE MICROCOMPUTADORAS
DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA
FACULTAD DE INGENIERÍA
UNIVERSIDAD NACIONAL DE BUENOS AIRES

NOTAS SOBRE FAMILIAS LÓGICAS
[V. 1.1]

RESUMEN
El circuito interno de una compuerta está construído alrededor de dispositivos semiconductores que
actúan como ‘llaves electrónicas’. Dependiendo de cuales dispositivos se usen para ésto y de ciertascaracterísticas funcionales, será el nombre de la familia lógica en cuestión. Por ejemplo, tenemos las
familias: DTL (Diode-Transistor Logic), TTL (Transistor-Transistor Logic), CMOS (Complementary
Metal-Oxide-Semiconductor), ECL (Emitter-Coupled Logic).
En este curso no interesa conocer los detalles de funcionamiento interno de las implementaciones
reales de compuertas lógicas, los cuales son temacentral en un curso de circuitos de conmutación.
Sí interesa conocer, en principio:
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Las diferencias entre las definiciones de los estados lógicos (tanto para las entradas como para las
salidas) de las familias (y sub-familias) lógicas mas usuales.
Los diferentes modelos simplificados de entradas y salidas encontradas en los circuitos integrados
digitales, con sus característicasdistintivas.
Conceptos importantes como: fan-in, fan-out, margenes de ruido.
Ciertas características conceptuales que distinguen a cada familia lógica, que resultan de las
diferentes tecnologías usadas para fabricar los circuitos integrados digitales.

El motivo principal de estos intereses es el de diseñar correctamente el circuito digital asociado a un
sistema microcontrolado real. Por ejemplo,poder elegir (dentro de la disponibilidad en el mercado
electrónico local...) la familia lógica más conveniente para realizar posibles funciones externas,
compatible con el tipo de entradas/salidas del microcontrolador elegido; no sobrecargar una salida; poder
implementar un tipo dado de bus; tener en cuenta los fenómenos físicos distribuídos que se hacen visibles
en un circuito realtrabajando en alta frecuencia; etc.
Gran parte de estos conocimientos se suponen previamente adquiridos en un curso de introducción a
las técnicas digitales, y aquí sólo se verán a modo de repaso.
Estas notas destacan los puntos mas importantes, resumidos a partir de la bibliografía sugerida, y
para nada reemplazan a la misma.
Finalmente, hay que mencionar que es altamente recomendable para el alumnoverificar los
ejemplos y los datos suministrados, consultando las correspondientes hojas de datos provistas por los
fabricantes de los circuitos integrados, y plantear en clase (o en la lista de discusión electrónica de la
materia, mailto:6609@fi.uba.ar ) las dudas que puedan surgir.
Por cualquier consulta, aviso de errata, o comentario sobre estos apuntes: mailto:sgarcia@fi.uba.ar

1SEÑALES DIGITALES EN CIRCUITOS LÓGICOS
Para poder establecer la correspondencia entre las operaciones lógicas ya conocidas y el
funcionamiento de los circuitos digitales reales, los diseñadores de circuitos digitales necesitaron elegir
una representación electrónica para los valores binarios 0 y 1.
Las señales de entrada y salida de las compuertas lógicas son tensiones eléctricas que puedentomar
un rango de valores determinado, usualmente de 0 a 5 Volt.
En principio, una forma posible de asociar variables de valores binarios con tensiones eléctricas
podría ser tomar un valor intermedio dentro del rango de tensión admitido, y llamarlo: “tensión de
umbral”, Vt. De esta manera, siempre que la señal supere ese valor Vt, le asociamos un valor lógico ‘1’ ;
mientras que cuando estádebajo de Vt decimos que tenemos un ‘0’ lógico. Esto tiene la ventaja de que la
compuerta no tiene que detectar un valor exacto de una señal de entrada, por ejemplo exactamente 5 V.
para determinar si es un ‘1’. Sólo necesita conocer si la señal está o no por encima del valor de umbral
para poder determinar el valor lógico. En estas condiciones, si la señal de entrada tiene una pequeña
variación...