Laboratorio Organización Computacional

Universidad de San Carlos de Guatemala[pic 1]

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ciencias y Sistemas

Laboratorio Organización Computacional

Familias lógicas de CI

TTL (Lógica de transistor y transistor)

La familia TTL correspondiente a la seria 74 se divide en otras ocho subfamilias, que difieren entre ellas en cuanto a las prestaciones que ofrecen.

La familia TTL está identificada de la siguiente forma:

( )74X…X( )

El espacio en blanco que antecede al número 74 identifica al fabricante, las “X’s” que preceden al 74 indican primero a la subfamilia a la que pertenee el CI, mediante una a tres letras. Posteriormente indica el tipo de puertas contenidas en él y el número de entrada que tienen cada una de ellas. El último paréntesis indica el tipo de encapsulado.

SUBFAMILIAS

Subfamilias TTL y sus características.

TTL estándar

Es la única serie de la familia TTL que no posee letra identificativa de subfamilia. La característica eléctrica de esta seria, el consumo de potencia medio de un CI TTL estándar que por ejemplo tiene cuatro puertas seria de 10 mW.

Esta familia es caracterizada por su rapidez. Se dice que es saturante porque los transistores que la forman trabajan en corte – saturación (conmutación). Estos transistores conducen tan pronto como la corriente de base es lo suficiente para hacer que la intensidad de colector sea la de saturación. Esa corriente de base elevada, conlleva a que cuando se desea pasar al corte, el exceso de carga acumulada en la base tarda en desalojarse, lo que contribuye a tiempos de conmutación mayores. Una de las mejoras en esta familia TTL estándar es la utilización de un transistor de entrada multiemisor, que ayuda al paso de saturación al de corte, removiendo la carga almacenada en la base del transistor durante la saturación.

TTL de bajo consumo

Se le puede identificar mediante la letra “L” que sigue al “74”. Esta puerta tiene un consumo menor que la anterior (1 mW). Su estructura es parecida a la TTL estándar, pero tiene valores de las resistencias internas más elevados para reducir el valor de las corrientes y de esta forma reducir el consumo, a expensas de una reducción en la velocidad de respuesta del circuito.

Esta serie tiene la menor disipación de potencia de todas las subfamilias, junto con la 74ALS.

TTL de alta velocidad

Identificada por la letra “h”. Es una versión modificada de la seria estándar, con unos valores de resistencias bastante más bajos.

Comprende los dispositivos designados como 74Hxx y 74Hxxx; por ejemplo: 74H05, 74H123. Consumen 2,5 veces más potencia que los dispositivos TTL estándares pero son el doble de rápidos.

TTL SCHOTTKY

Comprende los dispositivos designados como 74Sxx y 74Sxxx. Estos consumen 1,8 veces más potencia que los dispositivos TTL estándares pero son 4 veces más rápidos. . Utiliza diodos Schottky.

Esta subfamilia trata de evitar que los transistores alcancen el estado de saturación, reduciendo así el exceso de carga en la zona de base, tardando menos en conmutar de saturación a corte aumentando considerablemente la velocidad.

ttl Schottky de bajo consumo

Esta serie es una variante de la subfamilia anterior, tiene un menor consumo de potencia. Esto es logrado aumentando el valor de las resistencias que forman parte de la puerta. Mejora de la familia 74Sxx, la cual obtenía un gran aumento de velocidad respecto a TTL estándar, a costa del aumento de las corrientes circulantes por la puerta. Se obtiene un consumo menor, pero se reduce ligeramente la velocidad de conmutación, respecto al Schottky. La velocidad que se obtiene es del orden de la familia estándar, consumiendo cinco veces menos

Tienen un retarde de propagación de 9.5 ns, lo que la convierte en la segunda puerta más lenta de la seria TTL, también ocupa el puesto en cuanto a menor consumo, con disipación de potencia de 2 mW.

Se identifica por las letras “LS”.

Niveles Lógicos

En los circuitos TTL, la tensión de entrada válida está en el rango de 0 a 0.8 V que representa un nivel lógico 0 (BAJO). El rango de tensión de entrada para un nivel lógico 1 (ALTO) entre 2 y 5 V. El rango de valores 0.8 a 2 V determinan un funcionamiento no predecible, por los tanto estos valores no son permitidos.

[pic 2]

El rango de tensiones de salida para los niveles lógicos 0 y 1 se muestran en la siguiente figura:

[pic 3]

Fan In

El fan-in mide el efecto de carga que presenta una entrada a una salida. Cada entrada en un circuito TTL estándar se comporta como una fuente de corriente que puede suministrar 1,8mA. A este valor de corriente se le asigna un fan-in de 1.

Fan Out

El fan-out mide la capacidad de una salida de manejar una o más entradas. Cada salida de un dispositivo TTL estándar se comporta como un disipador de corriente capaz de aceptar hasta 18 mA, es decir de manejar hasta 10 entradas TTL estándares. Por tanto, el fan-out de una salida TTL estándar es 10.

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