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Familias logicas
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Familias Lógicas
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Familias Lógicas
�Una familia lógica es una colección de CIs que tienen características eléctricas similares entre sus entradas, salidas y circuiteríainterna, pero que realizan diferentes funciones lógicas.
� Los chips de una misma familia lógica se pueden interconectar directamente
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Algunas Familias
� Hay muchas familias lógicas de circuitos integrados digitales que han sido introducidos comercialmente, las más populares son:– TTL: Lógicas de transistores (Transistor-transistor logic)
– ECL: Lógica de acoplamiento de emisor (emitter-coupled logic)
–MOS: Semiconductor de óxido de metal (Metal-oxide semiconductor)
– CMOS: Semiconductor de oxido de metal complementario (Complementary metal-oxide semiconductor)
– I2L: Lógica de inyección integrada (Integrated-injection logic)
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Tabla de Familias Lógicas
BiCMOS Combina transistores bipolares con transistores MOSFET
PMOS
NMOS
CMOS HCT
CMOS HC
CMOS estándar
CMOSFamilia de circuitos lógicos integrados con transistores MOSFET
ECL
TTL shoottky avanzada
TTL shoottky de baja potencia
TTL shoottky
TTL de baja potencia
TTL estándar
TTLFamilia de circuitos lógicos integrados con transistores bipolares
SerieTecnología
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Tabla de Familias Lógicas
� La familia TTL tiene una lista extensa de funciones digitales y es comúnmente la familia lógica más popular.
� La ECL se usa en sistemas que requieren operaciones de alta velocidad.
� Los MOS e I2L se usan en circuitos que requieren alta densidad de componentes y
� La CMOS se usa para sistemas que requieren bajo consumo de energía.
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Terminología
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Terminología
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Factor de carga de salida (Fan-out): número máximo de entradas lógicas estándar que una salida puede manejar confiablemente.
Terminología
Retardos en la propagación
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Requerimientos de potencia.
Terminología
Potencia = ICC × VCC
ICC(prom) = ICCH + ICCL
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PD(prom) = ICC(prom) × VCC
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Producto velocidad potencia.
Terminología
Retardo de propagación × Potencia que disipa
Ejemplo: 10 nseg × 5mW = 50 pj
Inmunidad al ruido: capacidad del circuito para tolerar voltajes ruidosos en sus entradas. A una medida cuantitativa de inmunidad al ruido se le denomina margen de ruido.
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Inmunidad al ruido
Terminología
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TerminologíaLógica de suministro de corriente y de consumo de
corriente.
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Encapsulado de los CI
Terminología
DIP
Encapsulado plano de cerámica
Montaje de superficie
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La familia lógica TTL
Configuración tipo Tótem
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Salida tipo Tótem Pole
Conserva baja la disipación de potencia.
Menores tiempos de conmutación.
La familia lógica TTL
Transitorios de corriente que pueden causar daños a los CI.
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Operación del circuito Estado Bajo
La familia lógica TTL
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Acción de consumo de corriente
La familia lógica TTL
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Operación del circuito Estado Alto
La familia lógica TTL
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Acción de suministro de corriente
La familia lógica TTL
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Serie 54/74
Serie TTL estándar
Rangos de voltaje de alimentación
Serie 74: 4.75 a 5.25 V
Serie 54: 4.5 a 5.5 V
Rangos de temperatura
Serie 74: 0º a 70ºC
Serie 54: -55º a 125ºC
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Serie TTL estándarNiveles de voltaje
2.0VIH
0.8VIL
3.42.4VOH
0.40.1VOL
Máximo
TípicoMínimo
Voltajes nominales máximos
Serie 74: < 5.5 V
> - 0.5 V
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Serie TTL estándarDisipación de potencia Serie 74 – compuerta NAND
10 mW
Potencia = ICC × VCC
ICCH = 4 mA; ICCL = 12 mA; ICCprom = 8mA
Potencia = 8mA × 5 V = 40 mW (potencia para 4 compuertas)
Potencia = 10 mW (potencia para 1 compuerta)
Retardos de propagación Serie 74 – compuerta NAND:
tPLH = 11 nseg.
tPHL = 7 nseg.
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Serie TTL estándarFactor de carga de salida
1 salida TTL estándar puede conectarse por lo general a 10 entradas TTL.
10Factor de carga típico
9 nsegRetardo de propagación
PD = 10 mWDisipación de potencia promedio
VNL = VNH = 400 mVMárgenes de ruido (en el peor de los
casos)
Características de la serie 74 estándar
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Serie 74L, TTL de bajo consumo de potencia
Otras series TTL
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Serie 74L, TTL de bajo consumo de potencia
Otras series TTL
Bajo consumo de potencia.
Todos los valores de resistencia se incrementan para reducir los requerimientos de potencia, pero a expensas de retardos más largos en la propagación.
Ejemplo: compuerta NANDpotencia promedio: 1mW. retardo promedio: 33 nseg.
Es ideal para aplicaciones en que la disipación de la potencia es más crítica que la velocidad.
Se ha vuelta obsoleta como consecuencia del desarrollo de las series 74LS, 74ALS y CMOS.
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Serie 74H, TTL de alta velocidad
Otras series TTL
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Serie 74H, TTL de alta velocidad
Otras series TTL
Alta velocidad.
Se emplean menores valores de resistencia para aumentar la velocidad, pero a expensas de una mayor disipación de potencia.
Ejemplo: compuerta NANDpotencia promedio: 23 mW. retardo promedio: 6 nseg.
Se ha vuelta obsoleta como consecuencia de la serie TTL Schottky.
Se reemplaza Q3 por un par Darlington para lograr una velocidad de conmutación mucho mayor.
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Serie 74S, TTL Schottky
Otras series TTL
A diferencia de las series 74, 74H y 74L, la serie 74S no permite que el transistor entre demasiado en saturación.
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Serie 74S, TTL Schottky
Otras series TTL
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Serie 74S, TTL Schottky
Otras series TTL
Alta velocidad.
Se emplean menores valores de resistencia para aumentar la velocidad, pero a expensas de una mayor disipación de potencia.
Ejemplo: compuerta NANDpotencia promedio: 20 mW. retardo promedio: 3 nseg.
Se reemplaza Q3 por un par Darlington para lograr una velocidad de conmutación mucho mayor.
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Serie 74LS, TTL Schottky de bajo consumo de potencia
Otras series TTL
Utiliza valores más grandes de resistencia para reducir los requerimientos de consumo de potencia pero a expensas de un aumento en los tiempos de propagación.
Ejemplo: compuerta NANDpotencia promedio: 2 mW. retardo promedio: 9.5 nseg.
Ha sustituido gradualmente a la serie 74 en aquellas aplicaciones donde se requiere de una operación relativamente a alta velocidad con un mínimo de consumo de potencia.
Está siendo sustituida poco a poco por la serie 74ALS.
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Otras series TTL
Serie 74LS, TTL Schottky de bajo consumo de potencia
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Serie 74AS, TTL Schottky avanzada
Otras series TTL
Mejora considerable en velocidad sobre las series 74S con un consumo de potencia mucho menor.
13.6 pJ60 pJProducto velocidad-potencia
8 mW20 mWDisipación de potencia
1.7 nseg3 nsegRetardo de propagación
74AS74S
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Serie 74ALS, TTL Schottky avanzada de bajo consumo de potencia
Otras series TTL
Mejora considerable en velocidad sobre las series 74LS con un consumo de potencia mucho menor.
4.8 pJ19 pJProducto velocidad-potencia
1.2 mW2 mWDisipación de potencia
4 nseg9.5 nsegRetardo de propagació
n
74ALS74LS
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