TTL y CMOS
por Eleimy Mejia
1. CMOS (semiconductor complementario de óxido de metal)
1.1. es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados el semiconductor complementario de óxido metálico utiliza un conjunto de transistores para que conseguir mantener un mínimo de corriente a la placa base cuando el ordenador se apaga.
2. Características de la familia CMOS Factor de carga. Velocidad de conmutación. Disipación de potencia. Voltaje de alimentación. Niveles de entrada.
2.1. Serie 4000/14000 , Serie 74C,Serie 74HC (CMOS de alta velocidad),Serie 74HCT
3. Ventajas CMOS La familia lógica tiene una serie de ventajas que la hacen superior a otras en la fabricación de circuitos integrados digitales: El bajo consumo de potencia estática, gracias a la alta impedancia de entrada de los transistores de tipo MOSFET ya que, en estado de reposo , un circuito CMOS sólo experimentará corrientes parásitas. Esto es debido a que en ninguno de los dos estados lógicos existe un camino directo entre la fuente de alimentación y el terminal de tierra, o lo que es lo mismo, uno de los dos transistores que forman el inversor CMOS básico se encuentra en la región de corte en estado estacionario. Gracias a su carácter regenerativo, los circuitos CMOS son robustos frente a ruido o degradación de señal debido a la impedancia del metal de interconexión. Los circuitos CMOS son sencillos de diseñar.
4. La serie CMOS
4.1. EL transistor MOS o Metal-Oxide-Semiconductor es un transistor distinto del transistor bipolar, se rige por conceptos diferentes, en este transistor se modula la conducción de un canal justamente en el silicio, utilizando un campo eléctrico que es aplicado a través de un electrodo aislado, el aislantecomo tal, es oxido de silicio, uno de los aislantes más perfectos que se conocen.
5. ) INVERSORES CMOS. Un dispositivo CMOS consiste en distintos dispositivos MOS interconectados para formar funciones lógicas. Los circuitos CMOS combinan transistores PMOS y NMOS
6. COMPUERTA NAND CMOS Se pueden construir otras funciones lógicas diferentes del INVERSOR básico. La Figura 3 (a) muestra una compuerta NAND formada por la adición de un MOSFET de canales P en paralelo y un MOSFET de canales N en serie al INVERSOR básico. Para analizar este circuito conviene recodar que una entrada de 0 V enciende el P-MOSPET y apaga el N-MOSFET correspondiente, y viceversa para una entrada + VDD. Cuando ambas entradas (A1 y B1) están en nivel alto (+ VDD), hacen que los transistores QP1 y QP2 entren en corte y se encienden ambos N-MOSFET (transistores QN1 y QN2), con lo cual ofrece una baja resistencia de la terminal de salida a tierra (la salida pasa a bajo (0) a través de QN1 y QN2).
7. COMPUERTA NOR CMOS Una compuerta NOR CMOS se forma agregando un P-MOSFET en serie y un N-MOSFET en paralelo al inversor básico (Figura 4 (a)). Una vez más este circuito se puede analizar entendiendo que un estado BAJO en cualquier entrada enciende P-MOSFET (QP1 y QP2 entran a conducción) y apaga el N-MOSFET (QN1 y QN2 entran a corte) correspondiente. La salida pasa a alto (1) a través de QP1 y QP2. Las entradas en un estado ALTO, hacen que los transistores QP1 y QP2 entren en corte y ambos transistores QN1 y QN2 en conducción (la salida pasa a bajo (0) a través de QN1 y QN2)
8. La serie TTL
8.1. Los circuitos integrados de la serie TTL están diseñados con transistores bipolares,para alimentar esta serie de circuitos,se establece una alimentación de 5V,considerado como estado alto, y en contraparte cuando se alimenta de 2.8V hacia abajo es considerado un estado lógico bajo. Entre ambos estados hay una banda prohibida que corresponde a un estado lógico no definido.
8.1.1. CARACTERÍSTICAS: Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,0V y 0,8V para el estado L (bajo) y los 2,2V y Vcc para el estado H (alto). La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, entre otros y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 400 MHz. Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).