familia lógica. cristina López

1. REPÚBLICABOLIVARIANADEVENEZUELA
INSTITUTOUNIVERSITARIOPOLITÉCNICO
“SANTIAGOMARIÑO”
EXTENSIÓN-MATURÍN
ALUMNA:
CRISTINA LÓPEZ
DICIEMBRE 2015
FAMILIAS LÓGICAS

2. FAMILIAS LÓGICAS
Existen varias familias de circuitos
integrados lógicos que se distinguen por el tipo de
dispositivos semiconductor y por la manera como
estos dispositivos son interconectados para la
conformación de la compuertas.
El circuito básico en cada familia
es una compuerta NAND o una
NOR

3. FAMILIAS LÓGICAS
Es el conjunto de circuitos integrados (CI’s) los cuales
pueden ser interconectados entre si sin ningún tipo de Interfase o
aditamento, es decir, una salida de un CI puede conectarse
directamente a la entrada de otro CI de una misma familia. Se dice
entonces que son posibles.

4. 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.

5. EJEMPLOS DE FAMILIA
LÓGICA
Las familias pueden clasificarse en
bipolares y MOS.
FAMILIA
BIPOLARES:
ECL DTL RTL IIL HTL
FAMILIA MOS:
NMOS PMOS CMOS

6. FAMILIA MOS
Estas familias, son aquellas que basan su funcionamiento en los
transistores de efecto de campo o MOSFET. Estos transistores se pueden
clasificar en 2 tipos, según el canal utilizado:
NMOS: se basa únicamente en el empleo de transistores NMOS para obtener
una función lógica. Su funcionamiento de la puerta lógica es el siguiente: cuando
la entrada se encuentra en el caso de un nivel bajo, el transistor NMOS estará en
su zona de corte, por lo tanto, la intensidad que circulará por el circuito será nula
y la salida estará la tensión de polarización (un nivel alto); y cuando la entrada se
encuentra en el caso de que está en un nivel alto, entonces el transistor estará
conduciendo y se comportará como interruptor, y en la salida será un nivel bajo.
PMOS: El transistor MOS se puede identificar como un interruptor controlado
por la tensión de la puerta, V_G, que es la que determinará cuándo conduce y
cuando no.
MOS

7. FAMILIA
BIPOLARES
IIL
Es la lógica de inyección integrada, cuando fue introducido tenia una
velocidad comparable con la del TTL y su potencia es tan baja como la del
CMOS.

8. Las funciones de transferencia de las distintas familias lógicas estudiadas. Las ideales
las aportan las familias basadas en la tecnología CMOS: 4000, HE4000, HCMOS y
ACL. Son ideales porque definen con mucha claridad, entre otros:
 El estado alto (.5 V) y el estado bajo (O V) (sin carga).
 El umbral de conmutación.
 Margen de transición (casi nulo).
La principal diferencia está en la conmutación del estado alto al estado
bajo. En TTL-Estándar vemos que se efectúa de forma progresiva; nada aconsejable
debido a que en esa zona no tenemos un nivel lógico bien definido. Mientras, en
TTL-S, esto no ocurre gracias a la incorporación en su circuito interno de la red de
encuadre ("squaring network") que no deja conducir a su transistor Q2 hasta que la
tensión de la base del mismo no sobrepase aproximadamente los 1.4 V.
Al no existir esta red de encuadre en TTL-Estándar, el transistor Q2 de su
puerta básica lo pasa directamente del corte a la saturación; por el contrario, lo hace
paulatinamente originando el desnivel característico de la parte superior de su función
de transferencia.

9. CARACTERÍSTICAS DE ENTRADA
Las características de entrada en las familias lógicas CMOS no
suelen tener importancia debido a la casi nula intensidad de entrada a
nivel alto y bajo que requieren. Sólo destacaremos los niveles de tensión
de entrada críticos para el estado alto y bajo.
CARACTERÍSTICAS DE SALIDA
Las características de salida tienen una gran importancia al
efectuar un diseño digital. En las familias lógicas CMOS, existe una
pronunciada diferencia entre unas y otras respecto a las características de
salida. Podemos ver que la corriente de salida a nivel alto y bajo de la familia
74ACT para una determinada tensión de salida (VOH 0 VOL) es muy superior
a la de la familia 4000B. Esta mayor corriente de salida permite a la puerta
74ACT tener una mayor capacidad para gobernar puertas u otro tipo de
cargas.

10. DISIPACIÓN DE POTENCIA
Un factor muy a tener en cuenta a la hora de decidirnos por una
familia lógica u otra es el de la disipación de potencia. Por razones económicas
es preferible que el consumo de potencia sea mínimo.
Esto nos lleva a establecer preferencias. Hemos incluido a la familia
lógica ECL 10K precisamente por ser la que más consume. En el otro extremo se
sitúan todas las familias lógicas con tecnología CMOS. La diferencia de consumo
de las familias CMOS es abismal (un millón de veces menor) comparadas con el
resto de familias TTL y ECL.
Lógicamente, un menor retardo de propagación se traduce en una
mayor frecuencia máxima de funcionamiento.
Hemos incluido a la familia ECL IOK por ser la que posee el menor retardo de
propagación.
La familia más lenta de todas es la 4000B. Dentro de las familias
CMOS, la más rápida es la familia ACL.
Mientras tanto, la familia TTL más rápida es la TTL-AS y la más lenta la TTL-
Estándar.

11. DISIPACIÓN DE POTENCIA EN CONMUTACIÓN
Como sabemos, las familias TTL la mayor parte de su disipación de
potencia la realizan en régimen estático. Por el contrario, las familias CMOS
realizan la disipación de potencia prácticamente en conmutación.
Podemos observar que la disipación de potencia en todas ellas ha
aumentado unas mil veces más en conmutación que en régimen estático.
A 100 KHz, todas ellas prácticamente disipan lo mismo, salvo la
familia HE40OOB que disipa casi el doble que las demás. No obstante, esta
disipación de potencia sigue siendo inferior a la de las familias TTL.
En general, al diseñar un sistema digital, se deben tener muy presentes
las características de entrada y salida de cada circuito, garantizando que
los niveles de corriente y tensión de salida y entrada de los diferentes circuitos a
interconectar sean compatibles entre sí. La coincidencia
entre circuitos correspondientes a una misma familia lógica siempre está
garantizada, sin embargo, cuando se conectan diferentes familias esto no es así;
siendo muy frecuente que la interconexión directa entre diferentes familias no sea
posible.