Familias Logicas

FAMILIAS LOGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES

PRESENTADO POR:

TATIANA BADILLO LEON

LEIDER GUTIERREZ RIOS

PRESENTADO A:

KELMAN YOHANN AL-FARO BARON

COLEGIO CAMILO TORRES RESTREPO

11°03

BARRANCABERMEJA

26 DE SEPTIEMBRE DE 2011

FAMILIAS LOGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES

PRESENTADO A:

KELMAN YOHANN AL-FARO BARON

COLEGIO CAMILO TORRES RESTREPO

11°03

BARRANCABERMEJA

26 DE SEPTIEMBRE DE 2011

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo esta hecho con la finalidad de comprender en líneas generales el funcionamiento de las familias lógicas cmos y ttl. Los circuitos digitales son sumamente apropiados para su inserción en circuitos integrados: de un lado, la ausencia de autoinducciones y el poder prescindir, asimismo, de condensadores reduce los elementos a integrar a transistores y resistencias y a las conexiones de estos entre sí; de otro, la propia modularidad de los sistemas digitales precisa de un número reducido de tipos de puertas lógicas, e incluso, basta con un solo tipo de ellas (puertas Nand o Nor). En primer lugar, las puertas bipolares que condujeron a la gran familia TTL (cuya amplia difusión consolidó la lógica integrada); luego las tecnologías MOS.

FAMILIAS LOGICAS INTEGRADAS

• En el tema anterior hemos visto la simbología asociada a los distintos circuitos que realizan las operaciones básicas: AND, OR; NOT, etc.

• En este tema estudiaremos los circuitos digitales más simples que realizan dichas operaciones lógicas.

 Los circuitos digitales se encuentran agrupados en distintas familias, de acuerdo con las características y estructuras físicas en que se basen.

 Una primera CLASIFICACION:

• Las familias lógicas pasivas

 En su constitución solamente intervienen elementos pasivos (resistencias y diodos). Hoy día, están totalmente en desuso

 Desventajas: La pérdida de nivel en las señales, la poca inmunidad al ruido y el pequeño aislamiento entre entrada y salida.

• Las familias lógicas activas son aquellas que están formadas (casi exclusivamente), por dispositivos electrónicos activos (transistores)

 Ventajas: proporcionan ganancia (restauración de niveles) y mejoran el aislamiento entre etapas.

 Si los transistores son BJT se denominan familias lógicas bipolares

 Si los transistores son de efecto de campo (MOSFET) se denominan familias lógicas MOSFET.

• Como hemos estudiado en el Tema 6: en los circuitos lógicos la salida sólo puede tomar uno de dos valores ("0" ó "1") cuando las entradas también toman sólo esos valores.

 Para conseguir esta característica de los circuitos, los transistores deben estar:

 En corte o muy próximos a él

 O conduciendo (saturado si es bipolar o en la región lineal si son de efecto de campo).

• Nunca deben estar operando en una situación intermedia de sus características, para que la tensión de salida no esté en la región prohibida.

• Solamente en la transición desde un estado al otro el transistor pasará por la región activa si es bipolar o por la de saturación si es de efecto de campo.

 Características de los circuitos digitales (son independientes de la función que realicen o de la familia a la que pertenezcan).

 Poseen dos niveles lógicos de tensión, bien diferenciados, para representar los dos valores posibles de las variables.

 Dos tensiones umbral (tensión a la que la puerta comienza a cambiar de estado), una para cada estado lógico.

 Dos márgenes de ruido (uno para cada estado o nivel lógico), que son la variación de tensión admisible a la entrada de un circuito lógico sin que la salida del mismo cambie de estado, es decir, sin que el circuito "detecte" un nivel lógico diferente.

 Abanico de entrada, que es el máximo número de entradas que el circuito lógico puede tener.

 Abanico de salida, que es el número máximo de circuitos lógicos que una puerta puede alimentar.

 Tiempo de propagación, el cual se define como la media aritmética entre los tiempos medios de propagación del cambio de estado de la entrada a la salida en los casos en que la salida pasa del estado “1” al “0” y viceversa.

 Potencia disipada, la cual se define, normalmente, como la requerida por la puerta para estar funcionando al 50%, es decir, tanto tiempo en el estado “1” como en el “0”.

 Se pueden estudiar todas estas características para las distintas familias lógicasno vamos a ver un análisis comparado de las diversas familias lógicas.

• Familias Lógicas Bipolares

 Dentro de la lógica bipolar, existen diversas familias.

 Todas ellas tienen en común: que emplean en su constitución la etapa inversora (amplificador en emisor común).

• Esta es la parte del circuito que proporciona:

 Ganancia en corriente,

 Complementación a una variable

 Fija la tensión de salida a un valor perfectamente determinado.

• Tipos de familias lógicas bipolares:

 Cuando la etapa inversora es tal que en el estado de ON el transistor está saturado, se suelen denominar circuitos lógicos bipolares saturados, entre los que estudiaremos las familias DTL, TTL y RTL.

 En otros circuitos el transistor de la etapa inversora cuando conduce no está saturado, recibiendo el nombre genérico de circuitos lógicos no saturados (entre ellos la familia ECL).

 Este tipo de circuitos es, en general, más rápido.

Figura 4.18. Características de salida o colector para un amplificador a transistor de base común.

Familias lógicas bipolares

• Lógica

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