Musicaa

TECNOLOGÍA DE CIRCUITOS INTEGRADOS

1504

TECNOLOGÍA DE CIRCUITOS INTEGRADOS
Sobre los tipos de circuitos integrados, la tecnología de producción y las aplicaciones.

1- CIRCUITOS LÓGICOS
El continuo incremento de la complejidad de circuitos y el paralelo desarrollo del poder del manejo de información mediante computadoras permite la producción de alta integración por ordenador CIDcompuesta por el diseño asistido por computador CAD y la producción asistida por computador CAM. Los primeros componentes lógicos se desarrollaron en las siguientes etapas: !Lógica de Diodo DL. Carece de ganancia de tensión y la señal se atenúa al conectar varios circuitos en cascada. La tensión umbral de disparo es baja (0,7 V) y por ello tiene un pequeño margen de ruido. Resulta imposible la conexiónen cascada de la secuencia And-Or-And ya que si se desea la salida H (nivel alto equivalente al 1 lógico) se debe tener R1R2. Es imposible cumplir ambas condiciones simultáneamente. !Lógica Transistor-Resistencia RTL. Permite una ganancia interna y la función lógica inversora. Se requiere una tensión de entrada lo suficientemente alta como para saturar al transistor. Al colocar varias entrada enparalelo se produce una sobresaturación que disminuye la frecuencia de conmutación. La juntura, al cambiar de polarización directa a inversa, debe perder las cargas acumuladas y determina de esta forma el tiempo de conmutación (fenómeno de recuperación inversa). !Lógica Diodo-Transistor DTL. Solo se puede construir compuertas Nand pues absorben corriente de entrada con nivel L y no entregancorriente de salida con nivel H. Se han logrado valores altos de fan-in (factor de carga de entrada; número de compuertas del mismo tipo en paralelo a la entrada) y fan-out (factor de carga de salida; número de compuertas del mismo tipo en paralelo a la salida). La tensión umbral es baja (2,1 V) y entrega una pobre inmunidad al ruido. DTL tiene el problema que cuando la salida es H la impedancia es alta,mientras que cuando la salida es L la impedancia es nula. Esto hace que la capacidad parásita de salida se cargue lentamente lo que perjudica la velocidad de conmutación. Lo ideal sería tener en ambos casos una impedancia (lógica TTL). !LOGICA TTL. Se obtiene a partir de DTL reemplazando el diodo de entrada por un transistor. Se utiliza un transistor de entrada multiemisor y un circuito "totem"de salida (active pull up) con lo que se logra que conduzca un transistor por vez disminuyendo de esta manera el consumo. En el momento de conmutar ambos TR pueden conducir a la vez drenando corriente y produciendo ruido. La resistencia de colector limita dicha corriente. En TTL no se puede aumentar el fan-in externamente. Como en ambas situaciones existe un TR de salida en conducción la impedanciade salida es siempre baja. Esto elimina la posibilidad de la función "and por conexión", pero permite bajo tiempos de propagación (medido entre la entrada y salida de un pulso a mitad de altura en la compuerta). El tiempo de propagación de DTL es de 30 nseg; en RTL es de 12 nseg y en TTL de 10 nseg. Para aumentar la velocidad se recurre a transistores del tipo Schottky (transistor de Si con undiodo metal-semiconductor entre base y colector) logrando tiempos de propagación del orden de 3 nseg. El diodo no permite la saturación del TR incrementando la velocidad. !LÓGICA ACOPLADA POR EMISOR ECL. Una segunda alternativa para impedir la saturación del TR e incrementar la velocidad de conmutación de la compuerta es el uso de la lógica acoplada por emisor. Consiste en una entrada diferencialdonde de un lado se dispone de las entradas A y B y del otro una tensión de referencia obtenida desde un estabilizador en temperatura mediante diodos. Las señales de entrada y salida son de bajo nivel (800 mV), con lo que no se llega a la saturación, obteniendo tiempos de propagación de 1 o 2 nseg. Como el circuito drena permanentemente corriente no produce ruido de conmutación pero dispone de un...