Sistemas digitales

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Sistemas Digitales 6to Informática –

SISTEMAS DIGITALES
FAMILIAS LÓGICAS Se denomina familia lógica, al conjunto de circuitos integrados que son fabricados utilizando una puerta básica determinada. Las características esenciales de cada farmilia lógica son: 1) todos los circuitos de una misma familia poseen propiedades eléctricas y temporales similares, es decir, los mismos parámetros deconmutación. Como consecuencia de esto último. 2) Todos los circuitos de una misma familia se pueden conectar entre sí directamente. Para conectar puertas de diferentes familias normalmente hay que utilizar circuitos especiales o etapas de interfase. En función del tipo de transistor utilizado para realizar las puertas, hay dos grandes grupos de familias: - Familias bipolares: Utilizan como base elBJT (Familias TTL, ECL, etc.). - Familias MOS: Utilizan el transistor MOS (Familias NMOS, CMOS, etc.). Además, dentro de cada familia, existen subfamilias que tienen características especiales para mejorar determinados comportamientos específicos necesarios en aplicaciones particulares. Por tanto, a la hora de hacer un diseño habrá que elegir aquella familia y subfamilia que mejor cumpla losrequerimientos del mismo, en base a flexibilidad lógica, velocidad de operación, catálogo de funciones lógicas disponibles, ruido, temperatura de operación, consumo de potencia, tensión de alimentación, área y coste final. Otras familias, como la BiCMOS o ArGa, pueden tener interés en contextos muy restringidos y solo los mencionaremos puntualmente. Las tecnologías CMOS son actualmente las que dominan elmercado de circuitos integrados (ICs) gracias a una serie de ventajas, entre las que sobresale un reducido consumo de potencia frente, no solo a tecnologías bipolaes, sino también a otras alternativas MOS. Básicamente, las tecnologías CMOS han triunfado gracias a varias propiedades: – Los circuitos lógicos CMOS disipan mucha menos potencia que las alternativas BJTs. Esto hace factible una mayordensidad de encapsulado dentro de un mismo chip, sin un incremento de la temperatura excesivo y controlado. – Poseen muy alta impedancia de entrada (puerta del MOS), que puede ser utilizada para el almacenamiento de carga temporalmente en circuitos lógicos de memoria. Inviable en circuitos bipolares. – Alta densidad de integración (dimensiones mínimas de hasta 60nm), lo que permite empaquetar en unmismo substrato un número muy elevado de funciones. Las familias lógicas bipolares son (TTL y ECL) poco utilizadas en la actualidad. A pesar de ello, la familia TTL (Transistor Transditor Logic) fue la primera que apareció con capacidad de resolver de forma completa un problema de diseño lógico. En la actualidad es incapaz de competir con la CMOS. La familia BiCMOS combina alta velocidad con bajoconsumo de potencia. Puede dar soluciones óptimas en algunas aplicaciones que justifiquen el uso de procesos tecnológicos complejos. La familia ArGa (Arseniuro de Galio) permite, a priori, velocidades de operación muy elevadas. No obstante, aún no ha madurado lo suficiente y resulta difícil de controlar tecnológicamente. FAMILIA LÓGICA TTL (Transistor Transistor Logic) La familia lógica TTL es lamás común de todas las familias lógicas. Los circuitos integrados TTL implementan su lógica interna, exclusivamente basándose en transistores NPN y PNP, diodos y resistencias. La familia TTL correspondiente a la serie 74 o 54 (aplicaciones militares) se divide a su vez en otras ocho subfamilias, que difieren unas de otras en cuanto a las prestaciones que ofrecen. La familia TTL viene identificadade la siguiente forma: ( )74X...X( )

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Sistemas Digitales 6to Informática – Docente: Pérez Mauricio

Donde el espacio en blanco que antecede al número 74, identifica al fabricante de ese circuito integrado (C.I). Así se corresponden: SN: Texas Instruments. DM: National Semiconductor. S: Signetics. Las "X´s" que preceden al número 74 indican primero la subfamilia a la que...
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