Familias logicas y circuitos integrados

Ingeniería en Sistemas Electrónica Digital

FAMILIAS LÓGICAS Y CIRCUITOS INTEGRADOS
FAMILIAS LÓGICAS Grupo de puertas lógicas(o compuertas) construidas usando uno de varios diseños diferentes, usualmente con niveles lógicos compatibles y características de fuente de poder dentro de una familia. Una familia lógica se puede definir como la estructura básica a partir de la cual se puedenconstruir las puertas lógicas.
También puede referirse a un conjunto de técnicas usadas para la implementación de la lógica dentro de una larga escala de circuitos integrados tal como un procesador central, memoria, u otra función compleja; estas familias usan técnicas dinámicas registradas para minimizar el consumo de energía y el retraso. Al centrarnos en Electrónica Digital, no debemos perder devista que las señales sólo pueden tomar dos valores diferentes. Por lo tanto, los elementos principales de estas familias lógicas deben tener como mínimo dos regiones de operación bien diferenciadas. Esta situación nos lleva a la utilización de dispositivos semiconductores, aunque en los principios se utilizaron válvulas y conmutadores electrícos (que presentaban un comportamiento similar). Enconclusión, se le llama Familia Lógica a un conjunto de circuitos integrados compatibles entre si(comparten el mismo voltaje, entienden los mismos niveles lógicos). Como consecuencia, las salidas de las puertas pueden conectarse directamente a las entradas de otras puertas de la misma familia sin problema alguno de adaptación.

Clasificación de las Familias Lógicas
Dependiendo del tipo detransistores que se utilicen en la construcción del circuito integrado, se tienen dos tipos de familias lógicas: • Familia Bipolar: los circuitos integrados están hechos a base de transistores de unión bipolar (BJT). Siendo las más notables las siguientes: - Lógica Resistencia-Transistor (RTL) - Diodo-Transistor (DTL) - Transistor-Transistor (TTL) - Emisor-Acoplado (ECL) - Alto Umbral de Ruido (HTL) -Inyección Integrada (I2I)

Las dos primeras (RTL, DTL) están hoy en día obsoletas. La TTL es la más utilizada a nivel de circuitos SSI y MSI. En cuanto a ECL, es la más rápida y por eso se emplea (en muy contadas ocasiones), cuando se requieren aplicaciones de alta velocidad de respuesta sin tener en cuenta el precio o el consumo. En cuanto a la I2I, comercialmente no dispone de circuitos de propósitogeneral; si en cambio, circuitos LSI y VLSI debido a la alta densidad de integración que permite esta familia. Por último, basta decir que la HTL tiene una alta inmunidad al ruido, siendo muy apropiada para ser utilizadas en ambientes industriales hostiles (con muchas posibilidades de existencia de ruidos y de niveles altos).

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Familia MOS: los circuitos integrados están hechos a base detransistores de efecto de campo (MOSFET). Las principales son: - Lógica MOSFET de canal n (nMOS) - Lógica MOSFET de canal p (pMOS) - Lógica de Simetría Complementaria (CMOS)

La familia PMOS está anticuada en la actualidad. En cuanto a la NMOS es la más utilizada en circuitos LSI y VLSI, empleados para microprocesadores y memorias. Por su parte la familia CMOS, debido a su bajo consumo es idóneapara utilizarla en equipos a baterías, como por ejemplo las calculadoras de bolsillo. Cada familia lógica tiene un circuito electrónico básico (puerta NAND, NOR, NOT), mediante o partir del cual se desarrollan funciones y circuitos digitales más complejos.

Características de las Familias Lógicas
Cada familia está dividida a su vez en subfamilias y difieren una de otras en las prestaciones queofrecen, cada una por separado tiene una serie de ventajas e inconvenientes respecto a las otras. Hay que tener en cuenta, que por lo general, la mejora de una característica va en perjuicio de otra. La idoneidad de cada familia, depende de la aplicación que queramos realizar con ella y que es lo que interesa más (menor consumo, más velocidad de respuesta, etc.). Por ejemplo, los circuitos...