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UNIDAD IV. CIRCUITOS LOGICOS MSI

4.1 Familias lógicas TTL y CMOS

Clasificación de los circuitos integrados según el nivel de integración o complejidad.

Complejidad Número de compuertas
SSI (pequeña escala de integración) Menos de 12
MSI (mediana escala de integración) 12 a 99
LSI (escala grande de integración 100 a 9999
VLSI (escala muy grande de integración) 10,000 a 99,999
ULSI(escala ultra grande de integración) 100,000 a 999,999
GSI (giga escala de integración) 1000,000 a más

Clasificación de los circuitos integrados por el tipo de tecnología de fabricación.
Familia lógica TTL y familia lógica CMOS.

La familia lógica TTL (Transistor Transistor Logic) ha sido la familia principal de circuitos integrados digitales bipolares durante más de 30 años. Estatecnología utiliza los transistores bipolares o BJT para su fabricación. La familia TTL fue la líder en las categorías SSI y MSI durante los diez años pasados, sin embargo se ha visto amenazada por la familia CMOS que ha ido gradualmente desplazándola.

La familia de circuitos integrados CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) utiliza los transistores unipolares o MOSFET del tipo complementariopara su fabricación.

Familia TTL

Serie TTL Prefijo Ejemplo
TTL estándar 74 7404
TTL Schottky 74S 74S04
TTL Schottky de baja potencia 74LS 74LS04
TTL Schottky de avanzada 74AS 74AS04
TTL Schottky de avanzada de baja potencia 74ALS 74ALS04
TTL Fast 74F 74F04

Algunas características de la familia TTL es que poseen menor tiempo de conmutación o respuesta que los de la familia CMOS.Los intervalos de voltaje para la entrada de los circuitos integrados se encuentran entre 2 y 5 voltios para implementar el 1 lógico y entre 0 y 0.8 voltios para implementar el 0 lógico.

Cuando se deja una entrada sin conectar o entrada flotante, el circuito integrado de la familia TTL lo toma como un 1 lógico.


La familia CMOS

Serie CMOS Prefijo Ejemplo de CI
CMOS compuerta de metal 404001
Compuerta de metal, pines compatibles con TTL 74C 74C02
Compuerta de silicio, pines compatibles con TTL, alta velocidad 74HC 74HC02
Compuerta de silicio, alta velocidad, pines y eléctricamente compatible con TTL 74HCT 74HCT02
CMOS desempeño avanzado, pines y eléctricamente no compatible con TTL 74AC 74AC02
CMOS de desempeño avanzado, pines no compatibles pero sí eléctricamente con TTL74ACT 74ACT02

La principal característica de los CI de fabricación CMOS es su bajo consumo de potencia. Los rangos de voltaje para las entradas de los CI CMOS varían entre 3.5 y 5 voltios para implementar el 1 lógico y entre 0 y 1.5 voltios para implementar el 0 lógico. Los rangos de voltaje intermedios se les denomina rango indeterminado y no deben usarse como entradas para ningún tipo de CIya que los fabricantes no pueden garantizar cómo responderá el circuito.

Las entradas flotantes deben ser evitadas en los circuitos CMOS ya que una entrada flotante puede sobrecalentarlos y finalmente destruirlos. Por esta razón no es recomendable dejar una entrada sin conectar, debe de estar a un determinado nivel de voltaje. Los CI CMOS también son susceptibles a la electricidad estática, espor ello que se recomienda no manipular con las manos los pines o terminales de los CI CMOS. Generalmente ellos traen una esponja conductora o papel de aluminio, ya que esto mantiene todos sus pines a un solo nivel de voltaje, evitando el desarrollo de voltajes peligrosos entre dos pines cualesquiera.

4.2 Decodificadores y codificadores

Un decodificador es un circuito que acepta unconjunto de entradas que forman un código binario y activa una única salida de acuerdo con el código formado en la entrada. Los decodificadores son circuitos que tienen n entradas y 2n salidas, de las cuales sólo una puede activarse al mismo tiempo.

Existen en el mercado diferentes tipos de decodificadores entre los cuales tenemos:
Decodificador de 3 a 8 o de 1 a 8
Decodificador BCD a decimal...
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