MEDIDA DE PARAMETROS DE LA PUERTAS LOGICAS

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y FORMALES

PROGRAMA PROFESIONAL DE INGENIERÍA MECÁNICA, MECÁNICA ELÉCTRICA Y MECATRÓNICA.

TITULO:

MEDIDA DE PARAMETROS DE LA PUERTAS LOGICAS

FECHA DE PRESENTACION:

21/08/2013

GRUPO:

04

2013

PRACTICA 1: MEDIDA DE PARAMETROS DE LA PUERTAS LOGICAS

A. CUESTIONARIO PREVIO

1. Analizar y señalar las características eléctricas y electrónicas de los niveles lógicos para compuertas básicas TTL reales. Tanto entradas como salidas.

• Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75V y los 5,25V (como se ve, un rango muy estrecho). Normalmente TTL trabaja con 5V.

• Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,0V y 0,8V para el estado L (bajo) y los 2,4V y Vcc para el estado H (alto).

• La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 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).

2. Explicar brevemente los tipos de CI – TTL que operan como BUFFER e INVERSOR.

Puerta SÍ o Buffer

Símbolo de la función lógica SÍ:

a) Contactos

b) Normalizado

c) No normalizado

La puerta lógica SÍ, realiza la función booleana igualdad. En la práctica se suele utilizar como amplificador de corriente o como seguidor de tensión, para adaptar impedancias (buffer en inglés).

La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta SÍ es:

Su tabla de verdad es la siguiente:

Tabla de verdad puerta SI

Entrada Salida

0 | 0

1 | 1

3. Explicar las diferencias internas y de características de TTL: LS, F, H, L, C

• TTL-LS (low power schottky) : Combinación de las tecnologías L y S (es la familia más extendida)

• TTL-F (FAST : fairchild advanced schottky)

• TTL-L (low power) : Serie de bajo consumo

• TTL-HC (high speed CMOS) : Realmente no se trata de tecnología TTL bipolar sino CMOS

4. Hacer lo anterior para tecnología CMOS.

Es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados (chips). Su principal característica consiste en la utilización de conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas

Ventajas

• 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 y a 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.

• La tecnología de fabricación está muy desarrollada, y es posible conseguir densidades de integración muy altas a un precio mucho menor que otras tecnologías.

Inconvenientes

• Algunos de los inconvenientes son los siguientes:

• Debido al carácter capacitivo de los transistores MOSFET, y al hecho de que estos son empleados por duplicado en parejas nMOS-pMOS, la velocidad de los circuitos CMOS es comparativamente menor

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