Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

FAMILIAS LOGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS

No description
by

Anderson Ospino

on 10 July 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of FAMILIAS LOGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS

FAMILIAS LOGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS

Una familia lógica es el conjunto de circuitos integrados (CI’s) los cuales pueden ser interconectados entre si sin ningún tipo de Interfase 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 pueden clasificarse en bipolares y MOS. podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares: RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS, CMOS. Las tecnologías TTL (lógica transistor- transistor) y CMOS (metal oxido-semiconductor complementario) son los mas utilizadas en la fabricación de CI’s SSI (baja escala de integración) y MSI (media escala de integración).

CIRCUITOS INTEGRADOS TTL
Esta familia utiliza elementos que son comparables a los transistores bipolares diodos y resistores discretos, y es probablemente la mas utilizada. A raíz de las mejoras que se han realizado a los CI TTL, se han creado subfamilias las cuales podemos clasificarlas en:
 TTL estándar.
 TTL de baja potencia (L).
 TTL Schottky de baja potencia (LS).
 TTL Schottky (S).
 TTL Schottky avanzada de baja potencia (ALS).
 TTL Schottky avanzada (AS).
Como sus características de voltaje son las mismas (La familia lógica TTL trabaja normalmente a +5V), analizaremos sus velocidades y consumo de potencia.

Las caracteristicas de la tecnología utilizada, en la familia TTL (Transistor, Transistor Logic), condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de caracteristicas según el fabricante, (aunque es estandar), en sólo algunas como que:
Su tensión de alimentación caracteristica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H.
Esta familia es la primera que surge y aún todavía se utiliza en aplicaciones que requieren dispositivos SSI y MSI. El circuito lógico TTL básico es la compuerta NAND. La familia TTL utiliza como componente principal el transistorbipolar. Como podemos ver en la figura, mediante un arreglo de estos transistores se logran crear distintos circuitos de lógica digital.

Velocidad aproximada Subfamilia TTL
1.5 ns Schottky avanzada
3 ns Schottky
4 ns Schottky avanzada de baja potencia
10 ns Schottky de baja potencia
10 ns estándar
33 ns baja potencia

Velocidades de las distintas subfamilias TTL

1 mW baja potencia
1 mW Schottky avanzada de baja potencia
2 mW Schottky de baja potencia
7 mW Schottky avanzada
10 mW estándar
20 mW Schottky

Consumo de potencia de las subfamilias TTL
Observemos que las subfamilias Schottky de baja potencia como la Schottky avanzada de baja potencia reúnen excelentes características de alta velocidad y bajo consumo de potencia.
Debido a su configuración interna, las salidas de los dispositivos TTL NO pueden conectarse entre si a menos que estas salidas sean de colector abierto o de tres estados.

CIRCUITOS INTEGRADOS TTL
Características Generales
NIVELES LÓGICOS

Para que un CI TTL opere adecuadamente, el fabricante especifica que una entrada baja varíe de 0 a 0.8V y una alta varíe de 2 a 5V. La región que esta comprendida entre 0.8 y 2V se le denomina región prohibida o de incertidumbre y cualquier entrada en este rango daría resultados impredecibles.

Los rangos de salidas esperados varían normalmente entre 0 y 0.4V para una salida baja y de 2.4 a 5V para una salida alta.

La diferencia entre los niveles de entrada y salida (2-2.4V y 0.8-0.4V) es proporcionarle al dispositivo inmunidad al ruido que se define como la insensibilidad del circuito digital a señales eléctricas no deseadas.

Para los CI CMOS una entrada alta puede variar de 0 a 3V y una alta de 7 a 10V (dependiendo del tipo de CI CMOS). Para las salidas los CI toman valores muy cercanos a los de VCC Y GND (Alrededor de los 0.05V de diferencia).
Este amplio margen entre los niveles de entrada y salida ofrece una inmunidad al ruido mucho mayor que la de los CI TTL.

VELOCIDAD DE OPERACIÓN

Cuando se presenta un cambio de estado en la entrada de un dispositivo digital, debido a su circuitería interna, este se demora un cierto tiempo antes de dar una respuesta a la salida. A este tiempo se le denomina retardo de propagación. Este retardo puede ser distinto en la transición de alto a bajo (H-L) y de bajo a alto (L-H).

ciertamente esta característica le hacer aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, SL, S, etc y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz.

La familia TTL se caracteriza por su alta velocidad (bajo retardo de propagación) mientras que la familia CMOS es de baja velocidad, sin embargo la subfamilia de CI CMOS HC de alta velocidad reduce considerablemente los retardos de propagación.

FAN-IN Y FAN-OUT O ABANICO DE SALIDA
FAN IN podría ser que se refiere a la capacidad de conectarse en la entrada a n señales provenientes de n compuertas.

Al interconectar dos dispositivos TTL (un excitador que proporciona la señal de entrada a una carga) fluye una corriente convencional entre ellos.
Cuando hay una salida baja en el excitador, este absorbe la corriente de la carga y cuando hay una salida alta en el excitador, la suministra. En este caso la corriente de absorción es mucho mayor a la corriente de suministro.

Estas corrientes determinan el fan-out que se puede definir como la cantidad de entradas que se pueden conectar a una sola salida, que para los CI’s TTL es de aproximadamente de 10. Los CI’s CMOS poseen corrientes de absorción y de suministro muy similares y su fan-out es mucho mas amplio que la de los CI’s TTL. Aproximadamente 50.

Es importante tomar en cuenta que para su funcionamiento, la carga de entrada.
- 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 (miliamperio)

- 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 de aproximadamente de uA (microamperios)

- 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 mayor corriente.
Generalmente los transistores de esta serie aguantan hasta 100 mA (miliamperios). Entonces solo se pueden conectar 10 entradas en paralelo (FAN IN = 10)

Características de las familia TTL

La familia lógica transistor-transistor ha sido una de las familias de CI más utilizadas.

Los CI de la serie 74 estándar ofrecen una combinación de velocidad y disipación de potencia adecuada a muchas aplicaciones. Los CI de esta serie incluyen una amplia variedad de compuertas, flip-flops y multivibradores monoestables así como registros decorrimiento, contadores, decodificadores, memorias y circuitos aritméticos.

La familia 74 cuenta con varias series de dispositivos lógicos TTL(74, 74LS, 74S, etc.).

Características de la serie TTL Estándar
Rango de voltajes de alimentación y temperatura.
Estas series utilizan una fuente de alimentación (Vcc)
con voltaje nominal de 5V. Funcionan de manera adecuada en temperaturas ambientales que van de 0° a 70°C.

Niveles de voltaje
Los niveles de voltaje de salida
de la familia 74 estándar son:

Voltajes nominales máximos
Los voltajes aplicados a cualquier entrada de un CI no deben exceder los 5.5V. Existe también un máximo para el voltaje negativo que se puede aplicar a una entrada TTL, que es de -0.5V. Esto se debe al uso de diodos de protección en paralelo en cada entrada de los CI TTL.
Retado de propagación
La compuerta NAND TTL estándar tiene retardos de propagación característicos de tPLH = 11 ns y tPHL = 7 ns, con lo que el retardo promedio es de tPD(prom) = 9 ns.
Dentro de la familia TTL, existen otras series que ofrecen alternativas de características de velocidad y potencia. Dentro de ellas, están:
• Serie 74L, TTL de bajo consumo de potencia
• Serie 74H, TTL de alta velocidad
• Serie 74S, TTL Schottky
• Serie 74LS (LS-TTL), TTL Schottky de bajo consumo de potencia
• Serie 74AS (AS-TTL), TTL Schottky avanzada
• Serie 74ALS, TTL avanzada Schottky de bajo consumo de potencia
Tabla 1. Características representativas de las series TTL

La serie TTL también puede caracterizarse
por el tipo de salida con que cuenta:
• salida TTL de colector abierto
• salida TTL de tres estados

Gracias
Full transcript