Familias De Compuertas Logicas (PDF)

TECNOLOGIAS DE LOS CIRCUITOS INTEGRADO
FAMILIAS LÓGICAS
Cuando se Trabaja con circuito integrados digitales, no solo se debería familiarizarse
con su funcionamiento lógico, sino también con sus propiedades de operación, como los
niveles de tensión, la inmunidad al ruido, la disipación de potencia, el fan-out y los
retardos de propagación. En esta capitulo, se estudiaran los aspectosprácticos de estas
propiedades.
Las compuertas pueden clasificarse en varios tipos de lógicas (o familias); según el
método general de construcción de circuitos lógicos de estado sólido. Dicho tipo
describe que clase de componentes es utilizada para construir los circuitos y como estos
componentes se interconectan.
RTL Resistor-Transistor Logic
DTL Diode-Transistor Logic
TTL Transistor-TransistorLogic
ECL Emitter-Coupled Logic
MOS Metal-Oxide Semiconductor
CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor
BiCMOS Bipolar Complementary Metal-Oxide Semiconductor
FAMILIA LÓGICA TTL (LÓGICA TRANSISTOR – TRANSISTOR):

TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN CONTINUA:
El valor nominal de la tensión de alimentación continua (DC) para los dispositivos TTL
(Lógica transistor – Transistor) es de +5V, estatensión se conecta al pin Vcc de un
circuito integrado, y la masa se conecta al pin de masa (GND). Tanto la alimentación
como la masa se distribuye internamente a todos los elementos del chip, como se ilustra
en la figura 1, para un encapsulado de 14 pines.

Figura 1. Encapsulado 14 pines

NIVELES LÓGICOS:
En la Figura 2 se proporcionan los niveles lógicos de entrada y de salida para losdispositivos TTL.

Figura 2. Niveles Lógicos TTL

INMUNIDAD AL RUIDO:

El ruido es una tensión no deseado que se induce en los circuitos eléctricos y que pueden ser una amenaza
para el correcto funcionamiento del circuito. Los cables y otros conductores internos del sistema pueden
captar las radiaciones electromagnéticas de alta frecuencia de los conductores adyacentes, en los que lascorrientes varían rápidamente, o de otras fuentes externad del sistema. También las fluctuaciones de
tensión de la línea de alimentación son una forma de ruido de baja frecuencia.
Para no verse afectado adversamente por el ruido, los circuitos lógicos deben tener cierta inmunidad al
ruido, que es la capacidad de tolerar ciertas fluctuaciones de tensión no deseadas en sus entradas sin que
cambie elestado de la salida.

Margen de Ruido:
La medida de la inmunidad al ruido de un circuito se denomina margen de ruido, y se expresa en voltios.
Para un determinado circuito, se especifican dos valores de margen de ruido: margen de ruido para el
nivel ALTO (VNH) y margen se ruido para el nivel BAJO (VNL). Estos parámetros se definen las
siguientes ecuaciones:
VNH = VOH(MIN) – VIH(MIN)
VNL =VIL(MAX) – VOL(MAX)

Figura 3. Margen de Ruido

Margen de Ruido en la familia lógica TTL :
VIH(MIN) = 2V
VIL(MAX) = 0.8V

VOH(MIN) = 2.4V
VOL(MAX) = 0,4V

VNH = VOH(MIN) – VIH(MIN) = 2.4V – 2V = 0,4 V
VNL = VIL(MIN) – VOL(MIN) = 0.8V – 0.4V = 0,4 V

Disipación de potencia:

Como se indica en la figura 4. por una puerta lógica circula corriente procedente de una fuente dealimentación continua. Cuando el estado e salida de la puerta es un nivel ALTO, circula la corriente I CCH,
y cuando el estado de salida es un nivel BAJO circula una corriente I CCL.

Figura 4. Flujo de Corriente familia lógica TTL

Veamos un ejemplo. Si se especifica una ICCH de 1.5mA cuando Vcc es 5V, y si la puerta esta en estado
de salida estático (no cambia) ALTO, la disipación de potencia (PD) dela puerta es:

PD = VccIcc = (5V)(1,5mA) = 7,5mW

Cuando se aplican impulsos a la puerta, su salida conmuta entre los estados ALTO y BAJO, por lo que la
corriente de alimentación varia entre ICCH e ICCL. La disipación de potencia media depende del ciclo de
trabajo y, usualmente, se especifica para un ciclo de trabajo del 50%. Cuando el ciclo de trabajo es el 50
%, la salida esta a...