Familias logicas

Universidad De Alcalá
Departamento de Electrónica

Tecnología de Computadores

Familias Lógicas
TTL, CMOS Y DE BAJA TENSIÓN
Almudena López Sira Palazuelos Manuel Mazo Febrero 2008

Guión
• • Familias lógicas: Propiedades y • comparación Familia TTL
•Subfamilias TTL: comparación •Especificaciones eléctricas •Nomenclatura •Ejemplo: Funcionamiento de una puerta NAND TTL •Conexión de lasalida de dos puertas. •TTL en colector abierto •Cableado lógico •Diseño de la resistencia de Pull-Up

Circuitos CMOS
•Características

• • •

Puertas CMOS Triestado Familias de Baja Tensión Interconexión de Familias Lógicas

Familias Lógicas: Propiedades y Comparación
• TTL: Lógica de TransistorTransistor
•S. TTL con circuitos Schottky •LS. TTL con Schottky de bajo consumo •AS. TTL conSchottky mejorada •ALS. Versión mejorada de LS •F. TTL de alta velocidad

•

CMOS

•4000. Serie 4000 de CMOS •HC. CMOS de alta velocidad •ABT. Tecnología BiCMOS avanzada ¿Qué parámetros se intenta •LVT. Tecnología BiCMOS de baja tensión mejorar? •LV. Baja tensión •LVC. CMOS de baja tensión Velocidad y Consumo •ALVC. CMOS de baja tensión mejorada Tendencia: Reducir A mayor el tamaño y latensión •ALVT. Tecnología BiCMOS de velocidad mayor baja tensión mejorada de conmutación (el consumo (la •AHC. CMOS de alta consumo crece mayor parte del cuadráticamente con velocidadmejorada consumo se da en •AVC. CMOS de muy baja tensión la tensión) las transiciones) mejorada

Familia TTL
En un principio la familia TTL fue la más utilizada pero está siendo sustituida por las familias CMOS y debaja tensión) La necesidad de adaptación a las demandas hizo que surgieran diferentes subfamilias con distintas características, velocidad y consumo por ejemplo.

SUBFAMILIAS
•TTL.- TTL normal •LTTL.- TTL de bajo consumo •STTL. TTL con circuitos Schottky (no saturantes más velocidad) •LSTTL.- TTL Cde bajo consumo •AS.- TTL con Schottky mejorada •ALSTTL.- TTL con Schottky mejorada de bajoconsumo •FTTL.- TTL de alta velocidad
La tensión de alimentación para todas las subfamilias de TTL es de 5V, admitiendo una variación sobre este valor del ±10%. Prefijo del Fabricante 2-4 letras Serie

VELOCIDAD

CONSUMO LTTL ALSTTL LSTTL ASTTL TTL STTL
Tipo de encapsulado o característica del fabricante

ASTTL FTTL STTL ALSTTL FTTL LSTTL TTL LTTL NOMENCLATURA SN 54 AS 00 NT 74
SubfamiliaFunción del integrado

Ejemplo: Funcionamiento de una puerta NAND TTL
Tensión de salida a nivel alto VOH=VCC -IR2-VBEQ4-VD Como IR2 es muy pequeña VOH § 5 – 0,6 – 0,6 = 3,8V Tensión de salida a nivel bajo

Valores Característicos de puertas TTL

VOL=VCSATQ3 = 0,2V

VILMAX = 0,8V VOLMAX = 0,4V

VIHMAX = 2V VOHMIN = 2,4V

Modificando los valores de las resistencias o el tipo de TRTs, sepuede modificar un poco el consumo y/o la velocidad.

Curvas Características de un Inversor TTL

Conexión de la salida de dos puertas.
Tensión de salida a nivel alto Transistor Q1 conduce, Q2 y Q3 cortados, Q4 saturado (si hay carga) Transistor Q1 cortado, Q2 y Q3 en saturación

Tensión de salida a nivel bajo Si uno está a nivel alto y el otro a nivel bajo… Tensión de salida a nivel altoTensión de salida a nivel bajo

Q4 Saturado Q3 Saturado

La corriente circula de Vcc a masa atravesando los dos transistores saturados con una corriente demasiado alta y los estropea

SOLUCIÓN: Salida en COLECTOR ABIERTO

TTL en COLECTOR ABIERTO
Se elimina Q4 y se deja Q3 en colector abierto

Tensión de salida a nivel alto Tensión de salida a nivel bajo

Transistor Q1 conduce, Q2 y Q3cortados. Transistor Q1 cortado, Q2 y Q3 en saturación. RL limita la corriente por Q3

Para funcionar precisa una resistencia externa entre el colector de Q3 y Vcc: “RESISTENCIA de PULL-UP” Permite Interconectar las salidas de distintas puertas directamente, empleando una única resistencia de PULL-UP

Cableado Lógico
La unión directa de dos salidas en colector abierto se llama “Cableado...