Sistemas electronicos digitales

1. Circuitos integrados digitales
Los circuitos integrados son la base fundamental del desarrollo de la electrónicaen la actualidad, debido a la tendencia a facilitar y economizar las tareas del hombre.
Por esto es fundamental el manejo del conceptode circuito integrado, no sólo por aquellos que están en contacto habitual con este, sino también por las personas en general, debido a que esteconcepto debe de quedar inmerso dentro de los conocimientos mínimos de una persona.
Un circuito integrado es una pieza o cápsula que generalmente es de silicio o de algún otro material semiconductor, que utilizando las propiedades de los semiconductores, es capaz de hacer las funciones realizadas por la unión en un circuito, de varios elementos electrónicos, como: resistencias, condensadores,transistores, etc.
* Clasificación De Los Circuitos Integrados
Existen dos clasificaciones fundamentales de circuitos integrados(CI): los análogos y los digitales; los de operación fija y los programables; en este caso nos encargaremos de los circuitos integrados digitales de operación fija. Estos circuitos integrales funcionan con base en la lógica digital o álgebra de Boole, donde cada operaciónde esta lógica, es representada en electrónica digital por una compuerta.
La complejidad de un CI puede medirse por el número de puertas lógicas que contiene. Los métodos de fabricación actuales de fabricación permiten construir Cis cuya complejidad está en el rango de una a 105 o más puertas por pastilla.
Según esto los Cis se clasifican en los siguientes niveles o escalas de integración :SSI ( pequeña escala ) : menor de 10 puertas.
MSI ( media escala ) : entre 10 y 100 puertas.
LSI ( alta escala ) : entre 100 y 10.000 puertas.
VLSI ( muy alta escala ) : a partir de 10.000 puertas.
La capacidad de integración depende fundamentalmente de dos factores :
* El ÁREA ocupada por cada puerta, que depende a su vez del tipo y del número de transistores utilizados para realizarla.Cuanto menor sea esta área mayor será la capacidad de integración a gran escala.
* El CONSUMO de potencia. En un circuito integrado se realizan muchas puertas en un espacio reducido. El consumo total del chip es igual al consumo de cada puerta por el número de puertas. Si el consumo de cada puerta es elevado se generará mucho calor en el chip debido al efecto Joule, de forma que si este calor noes disipado convenientemente se producirá un aumento de temperatura que puede provocar un funcionamiento anómalo de los circuitos.

2. Familias Lógicas
Los circuitos digitales emplean componentes encapsulados, los cuales pueden albergar puertas lógicas o circuitos lógicos más complejos.
Estos componentes están estandarizados, para que haya una compatibilidad entre fabricantes, de forma quelas características más importantes sean comunes. De forma global los componentes lógicos se engloban dentro de una de las dos familias siguientes:
TTL: diseñada para una alta velocidad.
CMOS: diseñada para un bajo consumo.
Actualmente dentro de estas dos familias se han creado otras, que intentan conseguir lo mejor de ambas: un bajo consumo y una alta velocidad.
La familia lógica ECL seencuentra a caballo entre la TTL y la CMOS. Esta familia nació como un intento de conseguir la rapidez de TTL y el bajo consumo de CMOS, pero en raras ocasiones se emplea.
Cuadro Comparativo De Las Familias
PARAMETRO | TTL estándar | TTL 74L | TTL Schottky de baja potencia (LS) | Fairchild 4000B CMOS (con Vcc=5V) | Fairchild 4000B CMOS (con Vcc=10V) |
Tiempo de propagación de puerta | 10 ns | 33ns | 5 ns | 40 ns | 20 ns |
Frecuencia máxima de funcionamiento | 35 MHz | 3 MHz | 45 MHz | 8 MHz | 16 MHz |
Potencia disipada por puerta | 10 mW | 1 mW | 2 mW | 10 nW | 10 nW |
Margen de ruido admisible | 1 V | 1 V | 0'8 V | 2 V | 4 V |
Fan out | 10 | 10 | 20 | 50 (*) | 50 (*) |
(*) O lo que permita el tiempo de propagación admisible
Dentro de la familia TTL encontramos las siguiente...