Este documento describe las principales familias lógicas de circuitos integrados, incluyendo TTL, CMOS, ECL, NMOS y PMOS. Explica las características, ventajas y desventajas de cada familia, así como sus usos típicos. La familia TTL usa transistores bipolares y es ampliamente utilizada, aunque consume más energía que CMOS. La familia CMOS usa MOSFETs y es la de menor consumo de energía. La familia ECL es la más rápida pero también la de mayor consumo.

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2. ¿QUÉ SON LA
FAMILIA LOGICA?
Es un conjunto de circuitos integrados que
implementan distintas operaciones lógicas
compartiendo la tecnología de fabricación y
en consecuencia, presentan características
similares en sus entradas, salidas y circuitos
internos.

3. ¿Tipos de familia lógica?
Los diferentes tipos de dispositivos
lógicos se clasifican en "familias", de las
cuales, las mas importantes son la familia
TTL y la familia CMOS.
Estas familias son:
La familia lógica se
Dividen en subfamilias
● TTL (Transistor-Transistor Logic):
Hecha con transistores bipolares.
● CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor):
Hecha con MOSFETs.
● ECL (Emitter Coupled Logic):
Son para velocidades extremadamente altas.
● NMOS, PMOS:
Son para circuitos integrados a gran escala (Very Larg
Scale Integrated) VLSI.

4. Familia Lógica TTL
La familia lógica-transistor-transistor se desarrolló usando interruptores a
transistor para las operaciones lógicas, y define los valores binarios como:
0 V a 0,8 V = lógica 0
2 V a 5 V = lógica 1
La familia TTL es la mas grande de los circuitos integrados (ICs), pero la
familia CMOS está creciendo rapidamente. No son caros,pero consumen
mucha energía y deben alimentarse con +5 voltios.
Las puertas individuales, puden consumir de 3 a 4 mA. Las versiones
Schottky de bajo consumo de chips TTL, solo consumen un 20% de energía pero
son mas caras. Los números de piezas de estos chips llevan LS en el centro de su
nomenclatura.

5. Familia Logíca TTL

6. Familia Logíca TTL
Familia Lógica Caracteristicas Ventajas Desventajas
Familia 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).
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.
- El menor producto
retardo por
disipación de
potencia.
-- Buena flexibilidad
lógica
-Baja impedancia de
salida
- Buena inmunidad
de ruido
- Numerosas
funciones.
-Generación de
ruido

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8. Familia Lógica CMOS

9. Familia Lógica CMOS
Familia
lógica
Características Ventajas Desventajas
Familia CMOS
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.
El primer fabricante que produjo
lógica CMOS, denominó a estos
circuitos integrados como la
serie 4000 (4000, 4001, etc.),
este sistema de numeración fue
adoptado por otros fabricantes.
Sin embargo 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).
● Sencillos de
diseñar
● La de menor
disipación de
potencia
● La tecnología de
fabricación está
muy desarrollada,
y es posible
conseguir
densidades de
integración muy
altas a un precio
mucho menor que
otras tecnologías
● Amplios márgenes
de ruido
● Amplios márgenes
en la alimentación
● Buena inmunidad
al ruido
● No admite cableado
lógico
● Menos rápida que
TTL y ECL
● Son vulnerables a
latch- up: Consiste
en la existencia de
un tiristor parásito
en la estructura
CMOS que entra en
conducción cuando
la salida supera la
alimentación.

10. Familia Lógica CMOS
Los transistores MOS también se emplean en
circuitos analógicos, debido a dos características
importantes, a saber.
Alta impedancia de entrada
La puerta de un transistor MOS viene a ser un
pequeño condensador, por lo que no existe
corriente de polarización. Un transistor, para
que pueda funcionar, necesita
tensión de polarización.
Baja resistencia de canal
Un MOS saturado se comporta como una
resistencia cuyo valor depende de la
superficie del transistor. Es decir, que
si se le piden corrientes reducidas, la caída
de tensión en el transistor llega a ser muy
reducida. Estas características posibilitan la
fabricación de amplificadores operacionales
"Rail-to-Rail", en los que el margen de la
tensión de salida abarca desde la
alimentación negativa a la positiva. También
es útil en el diseño de reguladores de tensión
lineales y fuentes conmutadas.

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12. Familia Lógica ECL
La familia ECL, Lógica Acoplada en Emisor (emmiter-coupled log
son unos circuitos integrados digitales los cuales usan transistor
bipolares, pero a diferencia de los TTL en los ECL se evita la satura
de los transistores, esto da lugar a un incremento en la velocidad t
de conmutación. La familia ECL opera bajo el principio de la conmut
de corriente, por el cual una corriente de polarización fija menor qu
corriente del colector de saturación es conmutada del colector de
transistor al otro. Este tipo de configuraciones se les conoce tamb
como la lógica de modo de corriente (CML; current-mode logic)
El funcionamiento de los circuitos ECL se basa en el mismo de
amplificador diferencial. Los transistores no se saturan, la operac
normal es en zona activa, lo que constituye una de las razones que
que estos circuitos sean los mas veloces de los circuitos
integrados digitales.
Ventajas de la familia ECL
● Son los circuitos más veloces y pueden alcanzar tiempos de
demora de hasta 1ns.
● No existen picos de corrientes en los transistores como sucede
en la familia lógica TTL.
● Se dispone de salidas complementadas, lo que le brinda mayor
versatilidad.

13. Familia Lógica ECL
Desventajas de la familia ECL
● Pequeños valores de los márgenes de ruidos.
● Altos valores de potencia del orden de 40 mW.
● No son compatibles con los circuitos TTL.
● Ocupan gran área en los circuitos integrados
Aplicación de las ECL
En la construcción de diferentes tipos de
compuertas que requieren de las características
de las ECL.

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