Digitales
Páginas: 9 (2182 palabras)
Publicado: 14 de junio de 2011
CIRCUITOS INTEGRADOS. CHIPS
Un circuito integrado es un circuito electrónico funcional cuyos componentes se fabrican todos a la vez sobre una base monolítica de material semiconductor (sustrato); esto es lo que se conoce por chip. El chip, una vez encapsulado para que pueda ser manejable, da lugar al circuito integrado (Fig. 1).
Figura 1. Circuito integrado típico (DIL 16 patillas).Representación esquemática (a) y aspecto físico (b). Suele ser del tipo IVISI (escala de integración media).
ESCALAS DE INTEGRACIÓN
El nivel de complejidad de los circuitos integrados digitales se expresa en lo que se llama escala de integración, que da idea del número de puertas integradas y, por tanto, de su complejidad. (Densidad de integración son transistores por mm2)
Una clasificación,aceptada, de la complejidad de los CI, está basada en el número aproximado de componentes (usualmente transistores) esto es:
SSI: 10 a 100 (Small Scale Integration)
MS1: 100 a 1.000 (Medium Scale Integration)
LSI: 1.000 a 10.000 (Large Scale Integration)
VLSI: 10.000 a 100.000 (Very Large Scale Integration),
VVLSI: más de 100.000 (¡muy, muy alta escala de integración!) (ULSI)TECNOLOGÍAS DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES
1. Tecnologías bipolares
El término bipolar es debido a que los circuitos electrónicos integrados se realizan con transistores NPN y PNP cuyo funcionamiento se basa en dos portadores de carga (huecos y electrones) y por eso se denominan bipolares.
Como tecnologías más representativas, aunque algunas de ellas ya están obsoletas, consideramos lassiguientes:
RTL (Resistor Transistor Logic)
DTL (D Diode Transistor Logic)
HTL (High Threshold Logic)
TTL (Transistor Transistor Logic)
ECL (Emitter Coupled Logic)
IIL (Integrated Inyection Logic)
De todas ellas, la más popular es la TTL (lógica transistor- transistor), que se caracteriza por su alimentación típica de 5 V y alta velocidad de respuesta.
La ECL (lógica de emisoresacoplados) es la más rápida de todas (1 nano segundo de tiempo de propagación), es una lógica no saturada (los transistores no llegan a la saturación), en lo cual se basa su alta velocidad. Su empleo se limita a casos especiales, que requieran muy alta velocidad de funcionamiento. No obstante, las versiones más modernas de TTL son casi igual de rápidas (1,5 ns en la serie 74AS) y son más baratas.
LaIIL (lógica de inyección integrada) es la que mayor densidad de integración permite (en bipolar), llegándose a fabricar hasta chips de alta escala de integración (LSI) como microprocesadores. Consume menos que la popular TTL, pero es algo más lenta. A nivel de circuitos de escala de integración media (MSI) no se ha hecho popular. no es muy conocida y se emplea poco. Se puede decir que es unatecnología bipolar de cara a chips de alta escala de integración.
La HTL (lógica de alta inmunidad al ruido) se diseñó de cara a aplicaciones industriales donde el ruido eléctrico es muy elevado. Se caracteriza por una muy alta inmunidad al ruido, aunque es lenta y consume mucho.
En la actualidad no se utiliza, ya que con la tecnología CMOS se puede conseguir también una alta inmunidad al ruido,además de un consumo muchísimo más bajo, mayor rapidez y precio más bajo.
Las tecnologías RTL y DTL son las más antiguas (no se fabrican), aunque la DTL es predecesora de la tecnología más popular: la TTL
2. Tecnologías MOS
Los circuitos electrónicos integrados se basan en transistores MOS (Metal óxido Semiconductor). De entre las diferentes tecnologías MOS las que consideramos másrepresentativas son: PMOS, NMOS, CMOS, HCMOS y HMOS.
La PMOS es la más antigua, hoy día ya obsoleta. Se basa en los transistores MOS de canal P. Tiene una alta densidad de integración, aunque es muy lenta
La NMOS es más rápida que la PMOS. Es una tecnología empleada en populares microprocesadores de 8 bits, como, por ejemplo, el 6800 (de Motorola), el 8085 (de Intel) y el Z80 (de Zilog). NMOS es una...
Un circuito integrado es un circuito electrónico funcional cuyos componentes se fabrican todos a la vez sobre una base monolítica de material semiconductor (sustrato); esto es lo que se conoce por chip. El chip, una vez encapsulado para que pueda ser manejable, da lugar al circuito integrado (Fig. 1).
Figura 1. Circuito integrado típico (DIL 16 patillas).Representación esquemática (a) y aspecto físico (b). Suele ser del tipo IVISI (escala de integración media).
ESCALAS DE INTEGRACIÓN
El nivel de complejidad de los circuitos integrados digitales se expresa en lo que se llama escala de integración, que da idea del número de puertas integradas y, por tanto, de su complejidad. (Densidad de integración son transistores por mm2)
Una clasificación,aceptada, de la complejidad de los CI, está basada en el número aproximado de componentes (usualmente transistores) esto es:
SSI: 10 a 100 (Small Scale Integration)
MS1: 100 a 1.000 (Medium Scale Integration)
LSI: 1.000 a 10.000 (Large Scale Integration)
VLSI: 10.000 a 100.000 (Very Large Scale Integration),
VVLSI: más de 100.000 (¡muy, muy alta escala de integración!) (ULSI)TECNOLOGÍAS DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES
1. Tecnologías bipolares
El término bipolar es debido a que los circuitos electrónicos integrados se realizan con transistores NPN y PNP cuyo funcionamiento se basa en dos portadores de carga (huecos y electrones) y por eso se denominan bipolares.
Como tecnologías más representativas, aunque algunas de ellas ya están obsoletas, consideramos lassiguientes:
RTL (Resistor Transistor Logic)
DTL (D Diode Transistor Logic)
HTL (High Threshold Logic)
TTL (Transistor Transistor Logic)
ECL (Emitter Coupled Logic)
IIL (Integrated Inyection Logic)
De todas ellas, la más popular es la TTL (lógica transistor- transistor), que se caracteriza por su alimentación típica de 5 V y alta velocidad de respuesta.
La ECL (lógica de emisoresacoplados) es la más rápida de todas (1 nano segundo de tiempo de propagación), es una lógica no saturada (los transistores no llegan a la saturación), en lo cual se basa su alta velocidad. Su empleo se limita a casos especiales, que requieran muy alta velocidad de funcionamiento. No obstante, las versiones más modernas de TTL son casi igual de rápidas (1,5 ns en la serie 74AS) y son más baratas.
LaIIL (lógica de inyección integrada) es la que mayor densidad de integración permite (en bipolar), llegándose a fabricar hasta chips de alta escala de integración (LSI) como microprocesadores. Consume menos que la popular TTL, pero es algo más lenta. A nivel de circuitos de escala de integración media (MSI) no se ha hecho popular. no es muy conocida y se emplea poco. Se puede decir que es unatecnología bipolar de cara a chips de alta escala de integración.
La HTL (lógica de alta inmunidad al ruido) se diseñó de cara a aplicaciones industriales donde el ruido eléctrico es muy elevado. Se caracteriza por una muy alta inmunidad al ruido, aunque es lenta y consume mucho.
En la actualidad no se utiliza, ya que con la tecnología CMOS se puede conseguir también una alta inmunidad al ruido,además de un consumo muchísimo más bajo, mayor rapidez y precio más bajo.
Las tecnologías RTL y DTL son las más antiguas (no se fabrican), aunque la DTL es predecesora de la tecnología más popular: la TTL
2. Tecnologías MOS
Los circuitos electrónicos integrados se basan en transistores MOS (Metal óxido Semiconductor). De entre las diferentes tecnologías MOS las que consideramos másrepresentativas son: PMOS, NMOS, CMOS, HCMOS y HMOS.
La PMOS es la más antigua, hoy día ya obsoleta. Se basa en los transistores MOS de canal P. Tiene una alta densidad de integración, aunque es muy lenta
La NMOS es más rápida que la PMOS. Es una tecnología empleada en populares microprocesadores de 8 bits, como, por ejemplo, el 6800 (de Motorola), el 8085 (de Intel) y el Z80 (de Zilog). NMOS es una...
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