Las Familias Logicas
Páginas: 9 (2182 palabras)
Publicado: 28 de noviembre de 2012
Nombre del trabajo: Las familias lógicas.
Las familias lógicas
Una familia lógica es el conjunto de circuitos integrados (CI’s) los cuales pueden ser interconectados entre si sin ningún tipo de Interface o aditamento, es decir, una salida de un CI puede conectarse directamente a la entrada de otro CI de una misma familia. Se dice entonces que son compatibles.
Las familias puedenclasificarse en bipolares y MOS. podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares: RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS, CMOS.
La familia DTL
Con este tipo de familia se construyen, principalmente, las puertas NAND y NOR. Recordemos que ambas son una combinación entre una puerta NOT y una puerta AND o OR. La familia DTL se construye con una puerta de diodos y otra RTL.Características de la familia DTL
De entre las características de cualquier familia lógica hay una serie de ellas que nos definen qué ventajas e inconvenientes nos encontraremos a la hora de aplicarlas a nuestros circuitos.
La primera de ellas es la velocidad de conmutación, en el caso que estamos considerando viene fijada por:
- La velocidad de los dispositivos que la componen.
- Las constantesde tiempo de los circuitos.
En las DTL se observa que la impedancia de salida a nivel alto es tres veces mayor que en RTL. Si consideramos que una puerta DTL va a excitar a una serie de puertas de su misma familia conectadas a su salida, y que cada una de ellas tiene una capacidad parásita a masa, veremos que las capacidades de las puertas de carga aparecen en paralelo y de la que nos resultaráuna constante de tiempo de valor igual al producto del número de puertas por la capacidad parásita y por la resistencia de salida de la puerta que soporta la carga. De donde resultará, como principal consecuencia o característica, que nos disminuirá considerablemente la velocidad de conmutación en las transiciones de un nivel a otro.
Otro aspecto que hay que considerar es la inmunidad alruido, debido básicamente a las interferencias producidas por el ambiente exterior al circuito y a la alta impedancia que suelen ofrecer estas puertas. Para evitar esto último se crearon las puertas HTL, de funcionamiento análogo a las DTL, introduciendo un diodo zener en lugar del diodo convencional utilizado para las puertas DTL.
LAS FAMILIAS LÓGICAS TTL
Hasta ahora, las familias lógicas quese han descrito son el preludio de las puertas más utilizadas actualmente en nuestros diseños lógicos, y, en particular, en las diversas tarjetas de nuestro PC.
El circuito lógico de saturación más rápida es el de la puerta lógica transistor - transistor o TTL. Esta familia está sustituyendo rápidamente a las DTL debido a que, como veremos más adelante, tiene mejor inmunidad al ruido, menorretraso de propagación y permite más funciones. Pero, ambas lógicas, son compatibles en un mismo sistema electrónico digital.
Optimización del diseño
Continuando con el diseño de una puerta TTL veamos como tienen que ser las resistencias que acompañan a los transistores.
La resistencia R1 se optimiza para que la disipación sea baja sin afectar excesivamente a la velocidad de conmutación. SiR1 es muy pequeña, las corrientes salientes de los emisores de Q1 serían mayores, habría más disipación de potencia y la capacidad de salida permitida ("fan-out") a la puerta excitadora de las TTL sería menor. Sin embargo, si R1 se hace demasiado elevada, la corriente de base de Q2 sería menor, y la constante de tiempo con que se cargaría la capacidad de colector de Q1 sería mayor, por lo quedisminuiría la velocidad.
La resistencia R2 determina la corriente de base de Q3 cuando éste está en saturación.
Respecto a R4 sirve, al igual que D, para limitar la disipación de potencia durante los transitorios, así como para evitar un paso excesivo de corriente en caso de cortocircuito en la salida, cuando está a nivel alto.
Existe la posibilidad de que uno o varios de los emisores...
Las familias lógicas
Una familia lógica es el conjunto de circuitos integrados (CI’s) los cuales pueden ser interconectados entre si sin ningún tipo de Interface o aditamento, es decir, una salida de un CI puede conectarse directamente a la entrada de otro CI de una misma familia. Se dice entonces que son compatibles.
Las familias puedenclasificarse en bipolares y MOS. podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares: RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS, CMOS.
La familia DTL
Con este tipo de familia se construyen, principalmente, las puertas NAND y NOR. Recordemos que ambas son una combinación entre una puerta NOT y una puerta AND o OR. La familia DTL se construye con una puerta de diodos y otra RTL.Características de la familia DTL
De entre las características de cualquier familia lógica hay una serie de ellas que nos definen qué ventajas e inconvenientes nos encontraremos a la hora de aplicarlas a nuestros circuitos.
La primera de ellas es la velocidad de conmutación, en el caso que estamos considerando viene fijada por:
- La velocidad de los dispositivos que la componen.
- Las constantesde tiempo de los circuitos.
En las DTL se observa que la impedancia de salida a nivel alto es tres veces mayor que en RTL. Si consideramos que una puerta DTL va a excitar a una serie de puertas de su misma familia conectadas a su salida, y que cada una de ellas tiene una capacidad parásita a masa, veremos que las capacidades de las puertas de carga aparecen en paralelo y de la que nos resultaráuna constante de tiempo de valor igual al producto del número de puertas por la capacidad parásita y por la resistencia de salida de la puerta que soporta la carga. De donde resultará, como principal consecuencia o característica, que nos disminuirá considerablemente la velocidad de conmutación en las transiciones de un nivel a otro.
Otro aspecto que hay que considerar es la inmunidad alruido, debido básicamente a las interferencias producidas por el ambiente exterior al circuito y a la alta impedancia que suelen ofrecer estas puertas. Para evitar esto último se crearon las puertas HTL, de funcionamiento análogo a las DTL, introduciendo un diodo zener en lugar del diodo convencional utilizado para las puertas DTL.
LAS FAMILIAS LÓGICAS TTL
Hasta ahora, las familias lógicas quese han descrito son el preludio de las puertas más utilizadas actualmente en nuestros diseños lógicos, y, en particular, en las diversas tarjetas de nuestro PC.
El circuito lógico de saturación más rápida es el de la puerta lógica transistor - transistor o TTL. Esta familia está sustituyendo rápidamente a las DTL debido a que, como veremos más adelante, tiene mejor inmunidad al ruido, menorretraso de propagación y permite más funciones. Pero, ambas lógicas, son compatibles en un mismo sistema electrónico digital.
Optimización del diseño
Continuando con el diseño de una puerta TTL veamos como tienen que ser las resistencias que acompañan a los transistores.
La resistencia R1 se optimiza para que la disipación sea baja sin afectar excesivamente a la velocidad de conmutación. SiR1 es muy pequeña, las corrientes salientes de los emisores de Q1 serían mayores, habría más disipación de potencia y la capacidad de salida permitida ("fan-out") a la puerta excitadora de las TTL sería menor. Sin embargo, si R1 se hace demasiado elevada, la corriente de base de Q2 sería menor, y la constante de tiempo con que se cargaría la capacidad de colector de Q1 sería mayor, por lo quedisminuiría la velocidad.
La resistencia R2 determina la corriente de base de Q3 cuando éste está en saturación.
Respecto a R4 sirve, al igual que D, para limitar la disipación de potencia durante los transitorios, así como para evitar un paso excesivo de corriente en caso de cortocircuito en la salida, cuando está a nivel alto.
Existe la posibilidad de que uno o varios de los emisores...
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