Familias Lógicas

1. FAMILIAS LÓGICAS

2. FAMILIA TTL
TTL - Viene de las iniciales: Transistor - Transistor
- Logic o Lógica Transistor Transistor.
La familia de los circuitos integrados digitales TTL
tienen las siguientes características:
● La tensión de alimentación es de + 5 Volt, con
Vmín = 4.75 Volt y Vmáx = 5.25 Volt.

3. FAMILIA TTL
Por encima del voltaje máximo el circuito
integrado se puede dañar y por debajo del voltaje
mínimo el circuito integrado no funcionaría
adecuadamente.
● Su realización (fabricación) es con transistores
bipolares multiemisores, como se observa en el
siguiente gráfico.

4. 1 - Si E1 o E2 están a un nivel de
voltaje de 0 volt, entonces el
transistor conduce, y Z = 0 Volt
2 - Si E1 y E2 están a un nivel de
voltaje de 5 volt, entonces el
transistor no conduce, y Z = 5 Volt

5. El inversor quedaría como se muestra en la figura
de la izquierda. A la derecha, configuración de
pines de un circuito integrado TTL

6. La serie de circuitos integrados TTL es la base de
la tecnología digital. Siendo la compuerta NAND
el circuitos base de la serie 74 XX

7. Es importante tomar en cuenta que
para su funcionamiento:
● Con la señal de entrada en nivel bajo (LOW =
0), la entrada de la compuerta entrega corriente a
la fuente de señal de aproximadamente 10 mA.
● Con la señal de entrada en nivel alto (HIGH =
1), la entrada de la compuerta pide a la fuente de
la señal de entrada una corriente
aproximadamente del orden de los mA.

8. ● La entrada no conectada actúa como una señal
de nivel alto (HIGH)
● La carga mayor ocurre cuando la señal de
entrada es de nivel bajo (LOW). En este momento
el transistor de salida tiene que aguantar la mayor
corriente.
● Generalmente los transistores de esta serie
aguantan hasta 100 mA. Entonces solo se
pueden conectar 10 entradas en paralelo (FAN IN
= 10)

9. FAMILIA RTL
RTL son las iniciales de las palabras inglesas
Resistor, Transistor, Logic. Es decir, es una
familia cuyas compuertas se construyen con
resistencias y transistores (bipolares).
El esquema básico de una puerta NOR es el
siguiente:

10. Veamos un resumen de las
caracteristicas de esta familia:
- Puerta básica: NOR
- Frecuencia de utilización
típica: 8MHz
- Inmunidad al ruido: BAJA
- Potencia típica disipada: 12
mW
- Número de funciones
realizables: ALTO
- Intervalo de temperatura de
funcionamiento: -55ºC a
125ºC ó 0ºC a 75ºC
- Tensión de alimentación: 3v
- Cargabilidad de salida (fan-
out): BAJA

11. FAMILIA ECL
La familia ECL, que quiere decir Lógica Acoplada en
Emisor (emmiter-coupled logic) son unos circuitos
integrados digitales los cuales usan transistores
bipolares, pero a diferencia de los TTL en los ECL se
evita la saturación de los transistores, esto da lugar a un
incremento en la velocidad total de conmutación. La
familia ECL opera bajo el principio de la conmutación de
corriente, por el cual una corriente de polarización fija
menor que la corriente del colector de saturación es
conmutada del colector de un transistor al otro. Este tipo
de configuraciones se les conoce también como la lógica
de modo de corriente (CML; current-mode logic).

12. El circuito básico para los ECL es principalmente la
configuración del amplificador diferencial. Los niveles
lógicos para la familia ECL son los siguientes:
0 lógico -1.7 V
1 lógico -0.8 V
En la familia ECL los transistores nunca se saturan, esto
hace que la velocidad de conmutación sea muy alta, el
tiempo común de retardo es de 2ns. Los márgenes de
ruido en el peor de los casos son de 250 mV. Esto hace
a los ECL un poco inseguros para utilizarse en medios
industriales de mucho trabajo.

13. La disipación de potencia de una compuerta ECL
es de 40 mW, muy alta en comparación a las
otras familias. Otra desventaja es su voltaje de
alimentación negativo y niveles lógicos, que no
son compatibles con las demás familias y esto
dificulta el uso de las ECL en conjunción con los
circuitos TTL y MOS.
El flujo de corriente total en el circuito ECL
permanece constante, no importa su estado
lógico esto ayuda a mantener un consumo de
corriente invariables en el suministro de potencia
del circuito.

14. FAMILIA CMOS
Las características de la tecnología utilizada, en
la familia de circuitos integrados CMOS (Metal
Oxid Silicon Complementary, o sea, Silicio
Complementario de Oxido de Metal), condiciona
los parámetros que se describen en sus hojas de
características que difieren según el fabricante
(aún siendo estándar), en que:

15. La tecnología utilizada para fabricar la familia de
circuitos integrados lógicos CMOS, admite una
amplia gama de tensión de alimentación que se
halla comprendida entre los 3V y los 15V o más
no obstante, se recomienda utilizar un máximo de
12V para evitar un deterioro prematuro. Debido a
este amplio rango, los niveles lógicos vienen
definidos a su vez por el rango de tensión
comprendida aproximadamente entre los 0V y 1/3
Vcc para el estado L (bajo) y los 2/3Vcc y Vcc
para el estado H (alto).

16. El caso de tecnología CMOS, dispone de un rango de
tensión para su alimentación como se ve más amplio que
la familia TTL (la cual se encuentra entre 4,75V y 5,25V),
con la ventaja añadida que su consumo es alrededor de
10 veces menor que el obtenido por la familia TTL,
incluso así, la cargabilidad, o sea, la capacidad de carga
en la salida de una puerta CMOS es de unas 400 frente
a las 10 que admite la TTL, el rechazo al ruido es el
factor que le hace más utilizada esta familia en la
industria. Todas esta ventajas, frente a una menor
velocidad de transmisión en cuyo caso la CMOS se ve
comprometida, podemos decir que es muy lenta, en
casos extremos puede alcanzar los 50Mhz. frente a los
250Mhz. de la serie TTL estandar.