Familias Lógicas de circuitos integrados

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Familias Lógicas de circuitos integrados by Mind Map: Familias Lógicas de circuitos integrados

1. Tecnologia TTL

1.1. Compuerta AND TTL clasica

1.1.1. Esta compuerta es la clasica compuerta AND con tecnologia TTL

1.2. Voltajes de alimentacion

1.2.1. 5 V pero pueden soportar una variacion de entre 4.5 - 5.5

1.3. Temperaturas de operacion

1.3.1. La serie de integrados "74LS"

1.3.1.1. 0° - 70° C

1.3.2. La serie de integrados "54ALS"

1.3.2.1. -5° - 125° C

1.4. Caracteristicas tipicas de las series TTL

1.5. Disipación de la potencia

1.5.1. Una compuerta NAND TTL disipa 2.4 mW

1.6. Tiempos de propagacion

1.6.1. La hoja de datos proporciona los tiempos de propagacion minimo y maximo,tipicamente es un tiempo intermedio de 7nS

2. Tecnología CMOS

2.1. Puertas Logicas de la familia CMOS

2.1.1. Inversores CMOS

2.1.2. Compuerta NAND CMOS

2.1.3. Compuerta NOR CMOS

2.2. Características de las series CMOS

2.2.1. Series 4000/14000

2.2.2. Serie 74C

2.2.3. Serie 74HC (CMOS de alta velocidad)

2.2.4. Serie 74HCT

2.3. Características comunes a todos los dispositivos CMOS

2.3.1. Voltaje de alimentacion

2.3.1.1. de 3 - 15 V

2.3.2. Inmunidad al ruido

2.3.3. Disipacion de potencia

2.4. Comparacion entre familias logicas

3. Familias Logicas Iniciales

3.1. Una electronica miniatura

3.2. El transistor como principio de todo

3.3. Integración de subcircuitos completos en un mismo substrato de silicio"CHIP"

3.4. Familia logica SATURADA

3.4.1. Familia Lógica DTL (Lógica Diodo - Transistor)

3.4.2. RTL (Lógica de Resistencia - Transistor)

3.5. Familias de Lógica NO SATURADA

3.5.1. Familia Lógica ECL (Lógica de Emisores Acoplados)

3.5.2. Familia Lógica HTL (Lógica de Alto Umbral)

4. Compuertas Especiales

4.1. Tres estados

4.1.1. Compuerta Tres estados

4.1.2. ¿Para que sirve?

4.2. Schmitt Trigger

4.2.1. Convierte de algo con ruido a algo con silencio (Analogia)

4.3. Buffer

4.3.1. Tabla de verdad compuerta buffer

4.4. Colector abierto

4.4.1. Circuito representativo

4.4.2. Las salidas de colector abierto son utiles para

4.4.2.1. Fijar los valores altos y bajos de tensión según mis necesidades.

4.4.2.2. Garantizar la corriente de salida necesaria para conectar varias compuertas logicas, a la salida de esta.

4.4.2.3. Conexión de varias compuertas con salida en colector abierto a un mismo bus de datos

5. Características de las familias logicas TTL y CMOS

5.1. TTL

5.1.1. Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V.

5.1.2. Como su rango de alimentación es estrecho, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado bajo, 0 y los 2'4V y 5 para el estado alto, 1

5.1.3. La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es bueno, en el caso de la TTLS (Long Scale) es de 250Mhz

5.1.4. Debido a su buena capacidad de transmisión se sacrifica en el gasto energético sacrificando el Fan Out.

5.1.5. Tratando de mejorar sus condiciones en carga y velocidad han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, SL, S, etc y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS.

5.2. CMOS

5.2.1. Esta tecnología puede trabajar en un rango de voltaje entre 3V y 15V y un aún un poco pasado de este rango, solo se recomienda no exceder los 12V dándole un tiempo de vida mayor y evitando su prematuro deterioro, debido al amplio abanico de voltajes, los niveles lógicos vienen definidos a su vez por el rango de tensión comprendida aproximadamente entre los 0V y 1/3 de Vcc para el nivel de estado bajo (L) y los 2/3 de Vcc y Vcc para el nivel alto (H).

5.2.2. La velocidad es un factor fundamental en la actualidad, es por esto que la tecnología viene buscando una nueva familia lógica capaz de satisfacer las dos características más importantes; el consumo y la velocidad.

5.3. Para poder combinar algunas de las dos caracteristicas usamos

5.3.1. Para Convertir de tecnología CMOS a TTL se utilizan: Los Buffer Interfase con salida inversora (74C901) o con salida no Inversora (74C902).

6. Familia BiCMOS de bajo voltaje

6.1. Ventajas

6.1.1. Consideremos como ejemplo de circuito BiCMOS un amplificador de dos etapas (la primera con un transistor MOS y la segunda con un BJT). Está claro que la primera etapa aporta una elevada impedancia de entrada y la segunda una baja resistencia de salida. Pero además para determinadas configuraciones, sobre todo en cascada, presenta también la característica de una baja capacitancia (casi tanto como en el caso de un sólo BJT). Lo que se traduce en amplificadores con un alto ancho de banda y circuitos lógicos con alta velocidad de conmutación.

6.2. Desventajas

6.2.1. El principal inconveniente de esta tecnología reside en ajustar por separado las características de los componentes BJT y MOS. Esto aumenta el número de etapas del proceso de fabricación y en consecuencia su coste. Adicionalmente, si atendemos a criterios de rendimiento la tecnología BiCMOS nunca puede ofrecer los bajos niveles de consumo de la tecnología CMOS.

6.3. El inversor BiCMOS

6.4. Compuertas logicas BiCMOS

6.5. Series BiCMOS

6.5.1. 74BCT

6.5.1.1. Mucha compatibilidad de pines respecto a la serie 74F

6.5.1.2. Igual velocidad con respecto a la serie 74F

6.5.2. 74ABT

6.5.2.1. Segunda Generacion

6.5.3. 74ALB

6.5.3.1. Vdd=3.3V

6.5.3.2. Corrientes de 25mA

7. Familia ECL

7.1. Fundamento de la familia ECL

7.1.1. El funcionamiento de los circuitos ECL se basa en el mismo del amplificador diferencial. Los transistores no se saturan, la operación normal es en zona activa, lo que constituye una de las razones que hace que estos circuitos sean los mas veloces de los circuitos integrados digitales.

7.2. ¿Como se configura una ECL?

7.2.1. Está basada en el amplificador diferencial, denominado así porque su salida es proporcional a la diferencia entre dos tensiones de entrada V1 y V2. Este circuito se utiliza principalmente en sistemas analógicos, pero también tiene propiedades digitales, llegando a ser la base de construcción de la lógica de emisor acoplado o ECL (en algunos casos nos la podemos encontrar como lógica de modo corriente o CML), como lo muestra el circuito.

7.3. Ventajas de la familia ECL

7.3.1. Son los circuitos más veloces y pueden alcanzar tiempos de demora de hasta 1ns.

7.3.2. No existen picos de corrientes en los transistores como sucede en la familia lógica TTL

7.3.3. Se dispone de salidas complementadas, lo que le brinda mayor versatilidad.

7.4. Desventajas de la familia ECL

7.4.1. Pequeños valores de los márgenes de ruidos.

7.4.2. Altos valores de potencia del orden de 40 mW.

7.4.3. No son compatibles con los circuitos TTL.

7.4.4. Ocupan gran área en los circuitos integrados

7.5. Aplicaciones de las familias ECL

7.5.1. En la construcción de diferentes tipos de compuertas que requieren de las características de las ECL.