Este documento proporciona definiciones y características de diferentes familias lógicas como CMOS y TTL. Explica conceptos como margen de cero y uno, puntos de transición, retardo de propagación, fanout y potencia. También compara las funciones de transferencia ideales de las familias CMOS frente a las características de entrada menos ideales pero en evolución de las familias TTL.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
Glosario Familias lógicas
Autor: Javier Navarro
Ci: 19.782.267
MATURÍN, AGOSTO ,2016

2. Familias lógicas:
Puede referirse al conjunto de técnicas usadas para la implementación de la lógica dentro de
una larga escala de circuitos integrados tal como un procesador central, memoria, u otra
función compleja; estas familias usan técnicas dinámicas registradas para minimizar el
consumo de energía y el retraso.
Características estáticas:
Margen de cero: El rango de variación de la tensión de entrada de la puerta que es
reconocido como nivel lógico bajo por la misma. El margen del cero (VIL) viene
determinado por un valor máximo (VILmáx) y por un valor mínimo (VILmín). Cualquier
valor de la tensión de entrada (VI) comprendido entre VILmín y VILmáx será un nivel
lógico bajo, es decir, será reconocido como ‘0’ en la entrada. MARGEN DEL CERO (VIL)
= VILmáx – VILmín Margen de uno: Margen de variación de la tensión de entrada (VI)
dentro del cual ésta es reconocida como nivel alto por la puerta. Está delimitado por un
valor máximo de la tensión de entrada (VIHmáx) y un valor mínimo de la misma
(VIHmín). Cualquier valor de la tensión de entrada comprendido en este margen será un
nivel lógico alto en la entrada (‘1’). MARGEN DEL UNO (VIH) = VIHmáx – VIHmín
Características funcionales de las familias lógicas:
Puntos de transición:
Delimitan los valores críticos de la tensión de entrada y salida. Margen de transición: Zona
determinada por los puntos de transición donde la tensión de entrada no corresponde a un
nivel lógico concreto. Cualquier valor de la tensión de entrada comprendido entre VILmáx
y VIHmín tendrá un nivel indeterminado y la salida de la puerta no tendrá un nivel lógico
definido. MARGEN DE TRANSICIÓN = VIHmín – VILmáx Disipación de potencia: Por
una puerta lógica circula corriente procedente de una fuente de alimentación continua.
Cuando el estado de la salida de la puerta es alto circula una corriente ICCH y cuando está
a nivel bajo circula ICCL. Al aplicar impulsos a las entradas de una puerta, la salida
conmuta entre los estados alto y bajo por lo que la corriente de alimentación varía entre
ICCH y ICCL. Por esto, la disipación de potencia de una puerta lógica se calcula
efectuando la media aritmética de los dos resultados (Los cálculos se realizan en vacío, sin
ninguna carga conectada a la salida de la puerta).

3. El ruido:
Consisten en fluctuaciones no deseadas en la tensión real de una señal lógica. Puede ser
debido a variación en la alimentación (se perturba el punto de trabajo de los transistores que
forman la puerta lógica), perturbaciones electromagnéticas externas, etc. Si los niveles de
tensión (Verdadero / Falso) están muy próximos entre sí, sería relativamente fácil que una
variación en la tensión provocada por ruido se pueda pasar de un estado lógico a otro, o
simplemente quedarse en la zona de transición. Se especifican los siguientes valores: – VIL
es la máxima tensión de entrada que garantiza que será aceptada como FALSO. – VIH es la
mínima tensión de entrada que garantiza que será aceptada como VERDADERO. – VOL es
la máxima tensión de salida generada como FALSO. – VOH es la mínima tensión de salida
generada como VERDADERO.
Fanout:
Es el número máximo de entradas con las que se puede cargar la salida de nuestra puerta
lógica. Tiempo de transición: Es el tiempo que un circuito tarda en cambiar de estado. Es
debido a que un cambio de estado requiere la carga de una serie de capacidades, entre las
que cabe incluir: -La puerta de los transistores a la salida -Las capacidades del cableado -
Los circuitos de entrada, el encapsulado, etc.
Retardo de propagación:
Se define como el tiempo que transcurre desde que se produce un cambio en la señal de
entrada hasta que éste se refleja en la salida CARACTERISTICAS DINAMICAS La
potencia: La potencia que se utiliza en esta expresión se refiere al régimen estático (cuando
trabajamos en conmutación, la potencia de una puerta se incrementa debido a su elevada
rapidez, al aumentar la corriente Icc).
Familias CMOS:
La tecnología CMOS es ahora la dominante debido a su bajo consumo. Las siglas CMOS
corresponden a Complementary Metal-Oxide Semiconductor. El término complementario
se refiere a la utilización de dos tipos de transistores en el circuito de salida, en una
configuración similar a la tótem-pole de la familia TTL. Se usan conjuntamente MOSFET
de canal n y de canal p. Algunos fabricantes han producido una amplia gama de
componentes CMOS que siguen las funciones y asignación de pines de las familias TTL
74XX, éstos reciben números de serie como 74CXX, 74HCXX, 74HCTXX, 74ACXX o
74ACTXX, en los cuales la “C” significa CMOS; la “A” indica que son dispositivos
avanzados y la “T” indica que estos dispositivos son compatibles con los de las familias
TTL (trabajan con los niveles lógicos y de alimentación TTL).

4. Familias TTL:
TTL es una de las familias lógicas de uso más extendido, en particular para aplicaciones
que requieran pequeña y mediana escala de integración (SSI y MSI). Una amplia gama de
fabricantes producen circuitos con esta tecnología. La familia estándar de componentes
TTL contiene un amplio espectro de circuitos, cada uno de los cuales está especificado por
un número de serie genérico que empieza con los dígitos 54 o 74. Los dispositivos que
empiezan por 54 están especificados para trabajar dentro de un intervalo de temperaturas,
de –55 a 125ºC, mientras que los que empiezan con 74 están limitados al rango de 0ºC a
70ºC. Al prefijo de dos dígitos le sigue un código de 2 o 3 dígitos que representa la función
del dispositivo, por ejemplo el circuito integrado 7400 contiene 4 puertas NAND de 2
entradas.
Comparación entre Familias Lógicas:
• Las funciones de transferencia más ideales las aportan las familias basadas en las
tecnologías CMOS: 4000, HCMOS y ACL. Son ideales porque definen con mucha
claridad, entre otros:
– El estado alto (5 v) y el estado bajo (0 v) (sin carga).
– El umbral de conmutación.
– Margen de transición casi nulo.
• En el caso de las tecnologías TTL, no son tan ideales como las CMOS, pero su evolución
ha llevado a una mejora progresiva.
• En cuanto a las características de entrada en las familias lógicas CMOS, al tener la
intensidad de entrada casi nula, sólo se observan los niveles críticos para los estados alto y
bajo. En cuanto a las TTL, si tienen importancia las corrientes de entrada, siendo muy
pequeñas para nivel alto, pero nada despreciables a nivel bajo.