Electronica digital

Familias L´gicas o
Jos´ Antonio Morf´ Rojas e ın
Universidad Iberoamericana, Ciudad de M´xico e Departamento de Ingenier´ ıa Ingenier´ Electr´nica ıa o

Los circuitos integrados digitales son un conjunto de resistencias, diodos y transistores fabricados en una sola pieza de material semiconductor. Este material por lo general silicio, es llamado sustrato y al circuito integrado comunmente sele llama chip. El chip se encuentra envuelto en una paquete pl´stico o cer´mico protector del que algunas terminales salen de forma tal a a que el chip pueda ser conectado a otros dispositivos. Acr´nimo o Complejidad N´mero de Compuertas u SSI Small Scale Integration Menos de 12 MSI Medium Scale Integration 12 a 99 LSI Large Scale Integration 100 a 9999 VLSI Very Large Scale Integration 10,000 a99,999 ULSI Ultra Large Scale Integration 100,000 a 999,999 GSI Giga Scale Integration 1,000,000 en adelante Tabla 1: Clasificaci´n de los Circuitos Integrados por su Complejidad o Los circuitos integrados se clasifican por su complejidad medida por el n´mero de compurtas l´gicas o sus equivalentes en el sustrato. Existen seis u o niveles de complejidad que se definen en la tabla 1. En los sistemasdigitales modernos se utilizan algunos MSI y muchos LSI, VLSI, ULSI y GLS y realizan funciones que antes requer´ bastantes circuitos impresos llenos de chips ıan SSI. Sin embargo, circuitos SSI son aun utilizados para conectar cirucitos de mayor integraci´n entre si, por lo que es importante entender como analizar, o dise˜ar, probar y poner en funcionamiento los circuitos combinatorios. n 1

RTLResistor-Transistor Logic DTL Diode-Transistor Logic TTL Transistor-Transistor Logic ECL Emitter-Coupled Logic MOS Metal-Oxide Semiconductor CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor BiCMOS Bipolar Complementary Metal-Oxide Semiconductor Tabla 2: Algunas familias l´gicas o Los componentes utilizados para la construcci´n de circuitos b´sicos lleo a van por lo general el nombre de la tecnolog´utilizada. Muchas familias l´giıa o cas de circuitos integrados han sido utilizados comercialmente. En la tabla aparecen algunas de las tecnolog´ hist´ricamente m´s importantes. Las faıas o a milias RTL y DTL fueron de las primeras familias utilizadas y hoy en d´ son ıa totalmente obsoletas. La familia TTL es la tecnolog´ que ha sido utilizada ıa por varias d´cadas pero actualmente se utilizan pocoaunque aun se consie gue f´cilmente en el mercado. La familia ECL presentaba una gran ventaja a en sistemas que requer´ operar a gran velocidad pero ha sido sustituida ıan por la familia CMOS. MOS se utiliza para circuitos que requieren de una gran densidad de componentes y CMOS se utiliza en sistemas que requieren poco consumo de energ´ y se ha convertido en la familia predominante en ıa elmercado. La familia BiCMOS, que es una combinaci´n de CMOS y TTL o se utiliza en forma selectiva para casos en que la familia CMOS no puede manejar adecuadamente la corriente necesaria o la velocidad. Las dos familias m´s utilizadas en la acutalidad son TTL basada en los a transistores bipolares y MOSFET basada en los transistores unipolares de efecto de campo electromegn´tico. La familia dominante enpor lo menos 25 e a˜os ha sido TTL. La figura 1 muestra el circuito con el que se construyen n los negadores de la serie est´ndar 74. El cirucito negador esta constituido a por varios transistores bipolares, diodos y resistencias. TTL es el l´ ıder en SSI y MSI. La familia CMOS pertenece a la categor´ unipolar ya que utiliza ıa transistores MOSFET.

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+Vcc R1 3.6K R2 1.6K Q4 D2 Q1 Entrada AD1 R3 1K Q2 Q3 Salida D R4 115

Figura 1: Circuito negedor en TTL

1.

Familia TTL

La familia de circuitos integrados TTL consiste de varias subfamilias o series. La tabla 3 muestra el nombre de cada serie TTL junto con el prefijo asignado a dicha serie. Serie TTL Standard TTL Schottky TTL Low-Power Schottky TTL Advanced Schottky TTL Advanced Low-Power Schottky TTL Prefijo 74 74S 74LS 74AS...