Familia Logica

Familias logicas
Introducción
El presente trabajo esta hecho con la finalidad de comprender en líneas generales el funcionamiento de las familias lógicas cmos y ttl, para ello es bueno comprender que desde el comienzo, el proceso de miniaturización de la electrónica, iniciado en la década de los 50 con la utilización del transistor, continuó con un segundo salto cualitativo en la décadasiguiente (años 60) mediante la integración de sub circuitos completos en un mismo substrato de silicio ( chip): sub circuitos correspondientes a módulos digitales tales como puertas booleanas, biestables o bloques combinacionales o secuenciales.
Los circuitos digitales son sumamente apropiados para su inserción en circuitos integrados: de un lado, la ausencia de autoinducciones y el poder prescindir,asimismo, de condensadores reduce los elementos a integrar a transistores y resistencias y a las conexiones de estos entre sí; de otro, la propia modularidad de los sistemas digitales precisa de un número reducido de tipos de puertas lógicas, e incluso, basta con un solo tipo de ellas (puertas Nand o Nor).
Por ello, los circuitos integrados invadieron muy pronto el campo digital; en unos pocosaños resultó anacrónico y antieconómico construir las puertas booleanas (lógicas) con componentes discretos, una vez que se disponía de una gran variedad de puertas lógicas y de una amplia serie de funciones de gran complejidad construidas dentro de un circuito integrado.
En el presente trabajo se desarrolla una breve explicación referencial, en cuanto a la evolución histórica de las familiaslógicas, así como también su esquema general-diagramas, características, cuadros comparativos que nos reflejen las diferentes desventajas y ventajas de cada tipo de familia, analizando el triestado y sus consideraciones, la potencia disipada, la velocidad, el "Fan In" y el "Fan Out" y finalmente su margen de ruido, específicamente de; las familias CMOS y TTL.
En primer lugar, las puertas bipolares quecondujeron a la gran familia TTL (cuya amplia difusión consolidó la lógica integrada); luego las tecnologías MOS, hasta llegar a la predominante HCMOS; la mezcla BiCMOS (bipolar-CMOS) que resulta muy apropiada para circuitos «interbús» (en medio de los buses); y la derivación actual hacia series de bajo voltaje (pasando de la alimentación habitual de 5 V a sólo 3 V).
En todo caso, para elegir yutilizar correcta y eficazmente una familia lógica (y, dentro de ella, una serie específica) es preciso tener en cuenta sus características funcionales. Aún más, es requisito previo para ello comprender el significado conceptual y las implicaciones prácticas de tales características y ser capaz de localizar y «hacer una lectura efectiva» de las mismas en los catálogos que suministran los fabricantesde circuitos integrados.
Entre las diversas cuestiones a las que prestar atención aparece el «ruido electromagnético» como un «compañero no deseado» que puede perturbar el correcto funcionamiento de un circuito digital y que requiere una actitud vigilante y un importante esfuerzo de «autoprotección» en el proceso de diseño y puesta a punto del circuito. Pero, a la vez, la producción de «ruidoelectromagnético» por el propio circuito obliga a un esfuerzo complementario de reducción de la emisión de perturbaciones para cumplir con las normativas de compatibilidad electromagnética.
Primeras familias lógicas: C. I. con transistores bipolares
Las primeras puertas lógicas integradas eran mera copia directa de las puertas "o-negada" (Nor) con componentes discretos, mediante la conexión enparalelo de varios transistores bipolares NPN en emisor común; tales puertas dieron lugar a la primera familia lógica: RTL (lógica de transistores y resistencias).
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Pronto se mejoraron las características de estas puertas integradas, en cuanto a velocidad y a consumo, combinando una puerta "y" de diodos con un transistor inversor en emisor común; así se configuró la puerta "y-negada" (Nand)...