Este documento describe las familias lógicas TTL y CMOS. La familia TTL utiliza transistores bipolares y funciona con una tensión de alimentación de 5V, mientras que la familia CMOS utiliza transistores de efecto campo y funciona con un rango más amplio de voltajes de alimentación entre 3-18V. El documento también compara las características de ambas familias, como el bajo consumo de potencia pero mayor sensibilidad a la electricidad estática de los circuitos CMOS.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la educación, Ciencias y
tecnologías de
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Extensión - Maturín
Familias lógicas
TTL y CMOS

2. familia lógica TTL
Su significado es lógica transistor a transistor. Tecnología de construcción de circuitos integrados electrónicos digitales
basada en el uso de transistores bipolares, es característico el uso de transistores multiemisores. Este tipo de tecnología TTL
reemplazo a las tecnologías RTL (lógica resistencia-transistor) y DTL (lógica diodo-transistor)

3. Características Generales
• Tensión de alimentación: 5 V típica, con rango entre los 4,75V y los 5,25V para la 74 y 4,5 V a 5,5 V para la
54.
• Lógica positiva: el “1”lógico es de mayor tensión que el “0” lógico.
• Rango de temperatura: de 0 °C a 70 °C para la serie 74 y de -55º a 125 °C para la 54.
• Niveles de tensión de entrada para el “0” lógico (VIL): entre 0V y 0,8V.
• Niveles de tensión de entrada para el “1” lógico (VIH): entre 2,4V y VCC
• Velocidad de transmisión entre los estados lógicos: alrededor de 400 Mhz
Niveles Lógicos
Para que un TTL opere adecuadamente, el fabricante
especifica que una entrada baja varíe de 0 a 0.8V y una
alta varíe de 2 a 5V. La región que esta comprendida entre
0.8 y 2V se le denomina región prohibida o de
incertidumbre y cualquier entrada en este rango daría
resultados impredecibles.
Los rangos de salidas esperados varían normalmente
entre 0 y 0.4V para una salida baja y de 2.4 a 5V para una
salida alta.
La diferencia entre los niveles de entrada y salida (2-2.4V
y 0.8-0.4V) es proporcionarle al dispositivo inmunidad al
ruido que se define como la insensibilidad del circuito
digital a señales eléctricas no deseadas.

4. Familia Lógica CMOS
La familia CMOS (semiconductor complementario de óxido metálico), esta familia contiene la mayor parte de los
equivalentes chips TTL. Los CMOS tienen mucha menor necesidad de energía y operan con un gran rango de voltajes
de alimentación (normalmente de 3 a 18 voltios). La nomenclatura del modelo CMOS llevan una C en el centro de su
numeración. Un gran inconveniente es la extrema sensibilidad a la electricidad estática por lo que se deben proteger
cuidadosamente contra las descargas de electricidad estática.

5. Características Generales
• Disipación de baja potencia: La disipación de potencia depende de la potencia de la fuente de poder,
su frecuencia, carga en la salida y el tiempo de arranque. A 1 MHz y a 50pF de carga, la disipación de
potencia es típicamente 10nW por compuerta.
• Retrasos de propagación corta: Depende de la fuente de poder, los retrasos de propagación son
usualmente de 25 ns a 50 ns.
• Tiempos de subida y bajada controlados: Los flancos de subida y de bajada son usualmente
denominados como rampas en lugar de funciones de escalón, y tardan entre 20% – 40% más que los
retrasos de propagación.
• La inmunidad al ruido ronda el 50% o 45% de la oscilación lógica.
• Niveles lógicos serán esencialmente iguales a la fuente de poder, esto debido a la alta impedancia
de entrada.
• Nivel de tensión desde 0 a VDD donde VDD es la fuente de tensión. Un nivel bajo es cualquier valor
entre 0 y 1/3 de VDD mientras que un nivel alto se representa como cualquier valor entre 2/3 VDD y
VDD.

6. Diferencias entre TTL y CMOS
• Los componentes CMOS son usualmente más caros que los equivalentes en
TTL. Sin embargo, la tecnología CMOS es más barata a nivel de sistema, esto
debido a los chips que poseen un menor tamaño además que requieren menos
regulación.
• Los circuitos CMOS no drenan tanta potencia como los TTL en los períodos de
inactividad. Sin embargo, el consumo de potencia de los CMOS se incrementa
más rápidamente que los TTL al aumentar la velocidad del reloj. Un menor
consumo de corriente requiere menor distribución de la fuente de
alimentación, teniendo como producto un diseño más sencillo y barato.
• Debido a que los tiempos de subida y bajada son mayores, la transmisión de
las señales digitales resulta más sencilla y barata con los chips CMOS.
• Los componentes CMOS son más susceptibles a daños por descargas
electrostáticas con respecto a los componentes TTL.