ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZOFacultad de Informática y Electrónica Escuela de Ingeniería Electrónica en Control y Redes Industriales SISTEMAS DIGITALES I Franklin Aucanshala - 660 Segundo “B” Ing. Luis Sánchez Período: Octubre 2014 – Febrero 2015 TTL-LS (low power schottky): combinación de las tecnologías L y S (es la familia más extendida). Es una familia lógica o lo que es lo mismo. Con respecto a las familias cabe distinguir: TTL: serie estándar. Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0.8V para el estado L (bajo) y los 2. es decir.75V y los 5. S. TTL-S (schottky): serie rápida (usa diodos Schottky). una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. A continuación un código de una o varias cifras que representa la familia y posteriormente uno de 2 a 4 con el modelo del circuito. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz. un rango muy estrecho). . TTL-HCT (high speed C-MOS): Serie HC dotada de niveles lógicos compatibles con TTL. La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base. TTL-ALS (advanced low power schottky): versión mejorada de la serie LSS. LS.0V y 0. TTL-L (low power): serie de bajo consumo. TTL-AF (advanced FAST): versión mejorada de la serie F. HCT y HCTLS.FAMILIAS LOGICAS FAMILIA TTL TTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic. si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. etc. «lógica transistor a transistor». FAMILIAS Los circuitos de tecnología TTL se prefijan normalmente con el número 74 (54 en las series militares e industriales). y últimamente los CMOS: HC. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares. TTL-G (GHz C-MOS): GHz (From lbkj). Normalmente TTL trabaja con 5V. CARACTERISTICAS Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4. TTL-F (FAST : fairchild advanced schottky). Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST. 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).25V (como se ve. TTL-AS (advanced schottky): versión mejorada de la serie anterior.4V y Vcc para el estado H (alto). por lo que la regulación de voltaje no es un aspecto crítico. el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas. La mayoría de los CI digitales MOS se construyen exclusivamente con MOSFET. y a VDD para el estado alto. La tecnología MOS (Metal Oxido Semiconductor) deriva su nombre de la estructura básica MOS de un electrodo metálico montado en un aislador de óxido sobre un subestrato semiconductor. estos valores van de 3 a 15 V para los 4000 y los 74C. Las series 74HC y 74HCT funcionan con voltajes de 2 a 6 V. Niveles de voltaje Cuando las salidas CMOS manejan solo entradas CMOS. procesadores digitales de señales y muchos otros tipos de circuitos integrados digitales cuyo consumo es considerablemente bajo. colocado obviamente en la placa base. Esto incluye microprocesadores. siempre y cuando aún esté dentro de los márgenes de ruido que el circuito pueda tolerar. el valor 0 no se propaga al surtidor (S) y por lo tanto a la salida de la puerta lógica. De 2 a 6 V para los 74HC y 74HCT. En la actualidad. está en estado de conducción y es el que propaga un '1' (Vdd) a la salida. . la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la tecnología CMOS. Los voltajes de alimentación en la familia CMOS tiene un rango muy amplio. Los transistores de la tecnología MOS son transistores de campo denominados MOSFET. Voltaje de alimentación Las series 4000 y 74C funcionan con valores de VDD que van de 3 a 15V. Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que. El transistor pMOS. Drenador (D) conectada a tierra (Vss) (0). por el contrario. Otra de las características importantes de los circuitos CMOS es que son regenerativos: una señal degradada que acometa una puerta lógica CMOS se verá restaurada a su valor lógico inicial 0 ó 1. en estado de reposo. memorias. Los requerimientos de voltaje en la entrada para los dos estados lógicos se expresa como un porcentaje del voltaje de alimentación.FAMILIA CMOS Complementary metal-oxide-semiconductor o CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico) es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados. los niveles de voltaje de la salida pueden estar muy cercanos a 0V para el estado bajo. Tenemos entonces: VOL(max) = 0 V VOH(min) = VDD VIL(max) = 30%VDD VIH(min) = 70% VDD CARACTERÍSTICAS DE LA FAMILIA CMOS. 25Mw Complejidad del proceso La lógica MOS es la familia lógica más simple de fabricar ya que utiliza un solo elemento básico. y serán proporcionalmente mayores para valores más grandes de VDD. se muestra la disipación de potencia del INVERSOR N-MOS en sus dos estados de operación. A manera de ejemplo.25 nW PD = 5V x 50 A = 0. las capacidades del factor de carga son virtualmente ilimitadas. los márgenes de ruido N-MOS están alrededor de 1.siendo del orden de 50.VOL (max) 0V VOH (min) VDD VIL (max) 30% VDD VIH (min) 70% VDD Velocidad de operación Compuerta NAND N-MOS común tiene un tiempo de retardo de 50 ns. el transistor N-MOS (o bien el P-MOS). se observa un deterioro del factor de carga . Margen de ruido Normalmente. PD = 5V x 0. para frecuencias mayores de 100 kHz. Consumo de potencia Los CI MOS consumen pequeñas cantidades de potencia debido a las resistencias relativamente grandes que utilizan. por lo que no requiere de otros elementos como diodos o resistencias (como el CI TTL).5V cuando operan desde VDD = 5 V. Factor de carga Para circuitos operando en DC o de baja frecuencia. Esto es consecuencia directa de la alta impedancia de entrada de estos CI. lo que es un tanto mejor que en las familias TTL. Susceptibilidad a la carga estática Las familias lógicas MOS son especialmente susceptibles a daños por carga electrostática. Una pequeña carga electrostática que circule por estas altas impedancias puede dar origen a voltajes . Sin embrago. Esto se debe principalmente a la resistencia de salida relativamente alta (100k ) y la carga capacitiva representada por las entradas de los circuitos lógicos manejados.05nA = 0. los CI MOS están superando a los CI bipolares en el área de integración a gran escala. debido a su alta densidad de integración. (LSI . las familias lógicas MOS son más lentas en cuanto a velocidad de operación.peligrosos. Las principales series CMOS son: serie 4000/14000 serie 74C serie 74HC (CMOS de alta velocidad) serie 74HCT Diferencias entre las familias TTL y CMOS. microprocesadores. En comparación con las familias lógicas TTL. tienen un mejor manejo del ruido. requieren de mucho menos potencia. un mayor intervalo de suministro de voltaje. la velocidad de operación de los CI TTL los hace dominar las categorías SSI o MSI (compuertas. Por otro lado. Además. así como VLSI). Estos diodos están diseñados para conducir y limitar la magnitud del voltaje de entrada a niveles muy inferiores a los necesarios para hacer daño. un factor de carga más elevado y requieren de mucho menos espacio (área en el CI) debido a lo compacto de los transistores MOSFET.memorias grandes. FF y contadores) . La mayoría de los nuevos dispositivos CMOS están protegidos contra daño por carga estática mediante la inclusión en sus entradas de un diodo zener de protección. CI de calculadora.