Familias logicas

Una familia lógica se puede definir como la estructura básica a partir de la cual se pueden construir las puertas lógicas.

Una posible clasificación de estas familias, según los dispositivos semiconductores en los que se basan, es:

* Familias bipolares.- emplean transistores bipolares y diodos, es decir, dispositivos de unión. Las familias bipolares más representativas son las familiasTTL y ECL.

* Familias MOS.- emplean transistores MOSFET, es decir, transistores de efecto campo. Las familias MOS más representativas son las familias NMOS y CMOS.

Familia TTL
TTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor" En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivoson transistores bipolares multi-emisores. Este transistor es un transistor con varios emisores, una sola base y un solo colector. En la figura 1 mostramos el símbolo de este transistor, su representación en transistores con un solo emisor

FIGURA 1
La tecnología TTL se caracteriza por tener tres etapas, siendo la primera la que le nombra:
* Etapa de entrada por emisor. Se utiliza un transistor multiemisoren lugar de la matriz de diodos de DTL.
* Separador de fase. Es un transistor conectado en emisor común que produce en su colector y emisor señales en contrafase.
* Driver. Está formada por varios transistores, separados en dos grupos. El primero va conectado al emisor del separador de fase y drenan la corriente para producir el nivel bajo a la salida. El segundo grupo va conectado alcolector del divisor de fase y produce el nivel alto.
Esta configuración general varía ligeramente entre dispositivos de cada familia
Características eléctricas:
* Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75v y los 5,25V (como se ve un rango muy estrecho).
* Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,2V y 0,8V para elestado L (bajo) y los 2,4V y Vcc para el estado H (alto).
* La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz.* Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).
* Temperatura de trabajo: de 0 °C a 70 °C para la serie 74 y de -55º hasta los 125 °C para la 54.
Subfamilias
Las demás características dependen de la subfamilia que se utilice, podemos encontrarnos con chips demodelo estándar, de bajo consumo (L), de alta velocidad (H), Schottky (S), Schottky de bajo consumo (LS), Schottky avanzado (AS), TTL Schottky avanzado de bajo consumo (ALS), ó el TTL rápido (F) entre otros.

Familia CMOS
CMOS (del inglés complementary metal-oxide-semiconductor, "estructuras semiconductor-óxido-metal complementarias") es una de las familias lógicas empleadas en la fabricaciónde circuitos integrados (chips). Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas.
Características eléctricas generales:
A) voltaje de alimentación
Las series 4000 y 74C funcionan con valores de VDD, que van de3 a 15 V, por lo que la regulación del voltaje no es un aspecto crítico. Las series 74HC y 74RCT funcionan con un menor margen de 2 a 6 V. Cuando se emplean dispositivos CMOS y TTL, juntos, es usual que el voltaje de alimentación sea de 5 V para que una sola fuente de alimentación de 5 V proporcione VDD para los dispositivos CMOS y VCC para los TTL. Si los dispositivos CMOS funcionan con un...