FAMILIAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS LOGICOS

1. FAMILIAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS LOGICOS
POR: JORGE LUIS VARGAS GUEVARA Y
ANDRES JACOB FLOREZ
LIC: KEVIN BARRERA
INSTITUCION EDUCATIVA BRAULIO GONZALEZ
YOPAL - CASANARE
AÑO: 2015

2. CIRCUITO INTEGRADO
Un circuito integrado (CI) es un cristal semiconductor de silicio, llamado
pastilla, que contiene componentes eléctricos tales como transistores,
diodos, resistencias y capacitores, los diversos componentes están
interconectados dentro de la pastilla para forma un circuito electrónico.
La pastilla está montada en un empaque plástico (cerámico) con sus
conexiones soldadas a las patillas externas para conformar el circuito
integrado

3. CLASIFICACION
Los circuitos integradosse clasificanendoscategoríasgenerales:
Lineales
Operancon señalescontinuasparaproducirfuncioneselectrónicas(eje.Amplificadores,
moduladores)
Digitales
FAMILIA LOGICA
Los circuitos digitales emplean componentes encapsulados, los cuales pueden
albergar puertas lógicas o circuitos lógicos más complejos. Estos componentes
están estandarizados, para que haya una compatibilidad entre fabricantes, de
forma que las características más importantes sean comunes. De forma global los
componentes lógicos se engloban dentro de una de las dos familias siguientes:
TTL: diseñada para una alta velocidad. CMOS: diseñada para un bajo consumo.

4. Actualmente dentro de estas dos familias se han creado otras, que intentan
conseguir lo mejor de ambas: un bajo consumo y una alta velocidad. La familia
lógica ECL se encuentra a caballo entre la TTL y la CMOS. Esta familia nació
como un intento de conseguir la rapidez de TTL y el bajo consumo de CMOS, pero
en raras ocasiones se emplea
.
¿Qué es TTL?
Acrónimo inglés de Transistor-Transistor Logic o Lógica Transistor a
Transistor". Tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales, en los
que los elementos de entrada de la red lógica son transistores, así como los
elementos de salida del dispositivo.
Dentro de la familia TTL encontramos las siguiente sub-familias :
L: Low power = dsipación de potencia muy baja
LS: Low power Schottky = disipación y tiempo de propagación pequeño.
S: Schottky = disipación normal y tiempo de propagación pequeño.
AS: Advanced Schottky = disipaciónnormal y tiempo de propagación
extremadamente pequeño.
Tension De Alimentacion
CMOS: 5 a 15 V (dependiendo de la tensión tendremos un tiempo de
propagación). TTL: 5 V.
¿Que es 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. Su principal característica consiste en la
utilización 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, colocado obviamente en la placa base.
En la actualidad, la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la
tecnología CMOS. Esto incluye microprocesadores, memorias, procesadores
digitales de señales y muchos otros tipos de circuitos integrados digitales cuyo
consumo es considerablemente bajo.

5. Drenador (D) conectada a tierra (Vss) (0), el valor 0 no se propaga al surtidor (S) y
por lo tanto a la salida de la puerta lógica. El transistor pMOS, por el contrario,
está en estado de conducción y es el que propaga un '1' (Vdd) a la salida.
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, siempre y cuando aún esté dentro
de los márgenes de ruido que el circuito pueda tolerar.
Parámetros de puerta
Las puertas lógicas no son dispositivos ideales, por lo que vamos a tener una serie
de limitaciones impuestas por el propio diseño interno de los dispositivos lógicos.
Internamente la familia TTL emplea Transistor Bipolar (de aquí su alto consumo),
mientras que la familia CMOS emplea transistores MOS (a lo que debe su bajo
consumo).

6. CARACTERISITICAS ESPECIALES
Las características de las familiasde CI’slógicosse comparananalizandoel circuitos de la
compuertabásicade cada familia,losparámetrosmásimportantesque sonevaluadosy
comparadosson:fan-out,disipaciónde poder,demorade propagaciónymargende ruido,
se explicaranestosparámetrosyalgunosse mediránenlapráctica.
Fan-out
Especificael númerode cargosnormalesque puede accionarlasalidade lacompuertasin
menoscabarsuoperaciónnormal.La salidade lacompuertasuministraunacantidad
limitadade corriente porencimade lacual no operacorrectamente yen este casose dice
que estásobrecargada.
Disipación de potencia
Es la potenciasuministradanecesariaparaoperarla compuerta.Este parámetrose
expresaenmilivatios(mW) yrepresentalapotenciareal designadaporlacompuerta.
Un CI con cuatro compuertasexigirá de lafuente cuatroveceslapotenciadisipadapor
cada compuerta.En un sistemadadopuede habermuchoscircuitosintegradosysus
potenciasdebentenerse encuenta.El podertotal disipadoenunsistemaseslasumatotal
del poderdisipadode todoslosCI’s.
Retardo de Propagación
Es el tiempopromediode demoraenlatransiciónde propagaciónde unaseñal de la
entradaa la salida,cuandolasseñalesbinariascambiande valor.Se expresaen

7. nanosegundos(ηs).
Las señalesque viajande lasentradasde un circuitodigital alas salidaspasanpor una
serie de compuertas.Lasuma de lasdemorasde propagacióna travésde lascompuertas
esla demoratotal de lapropagacióndel circuito.
Margen de ruido
Es el máximovoltaje de ruidoagregadoala señal de entradade un circuitodigital que no
cause un cambioindeseable,alasalidadel circuito.Se expresaenvoltios(V).
Hay dos tiposde ruidoque debende considerarse:
RuidoDC, causadopor la desviaciónenlosnivelesde voltajede laseñal.
RuidoAC,esel pulsoaleatorioque puede sercreadoporotras señalesconmutadas.
De estaformael ruidoes el terminousadoparadenotaruna señal indeseablesobrepuesta
a una señal de operaciónnormal
Familia TTL
En 1964, TexasInstruments,introdujolalógicatransistor-transistor(TTL),unafamiliade
dispositivosampliamente usada,porsurapidez,costoyfacilidadde uso.
El circuitobásicode la familiaTTLes lacompuertaNAND
La familiaTTLse identificaporsunumeraciónendosseries,laserie 74y la 54, siendola
primerade uso comercial yla segundade usomilitar.

9. Características de la familiaTTL (1)
Fan-out:
En el caso de TTL que una compuertapodrá accionaren susalidaotras compuertasde la
mismaserie,lacapacidadde salidaseráde 10 para la serie comúnyde alta potencia,yde
20 para la serie de bajapotencia.
Cuandohay conexiónentre TTLy otrasfamiliaslógicas,seránecesarioira laliteraturadel
fabricante paradeterminarlanecesidadde lacorriente de entradayladisponibilidadde la
corriente de salidayasegurarse de que nohay sobrecargapara la salidade la compuerta.
Características de la familiaTTL (2)
Nivelesde voltaje
Los siguientessonlasdefinicionesde nivelesde voltaje que define el fabricantecomo
mínimosy máximos paralosnivelesaltosybajosde unacompuerta
VOH:Voltaje de salidamínimoque unacompuertaentregacuandosusalidaestáenel
nivel alto.
VOL:Voltaje de salidamáximoque unacompuertaentregacuandosusalidaestáenel
nivel bajo.
VIH:Voltaje mínimoque puede seraplicadoenlaentradade unacompuertay ser
reconocidacomonivel alto.

10. VIL:Voltaje máximoque puedeseraplicadoenlaentradade unacompuertay ser
reconocidacomonivel bajo.
Características de la familiaTTL (3)
Margen de ruido
Δ0 y Δ1, sonlosmárgenesde ruidopara el nivel bajoyaltorespectivamente,este margen
se establece paraprevenirrespuestasfalsasque podríansercausadaporel ruido
introducidoenel sistema.