1. República Bolivariana de Venezuela
Instituto Universitario Politécnico
“Santiago Mariño”
Escuela de Ingeniería de Sistemas
Extensión Maturín
FAMILIAS LOGICAS
ELECTRONICA DIGITAL
Autor:
Raimar Marcano
Marcos Morales
Miguel Rosales
Odoardo Moreno
Sección: “G” Tarde
Maturín, Noviembre de 2011

2. INTRODUCCION.
El siguiente informe tiene como finalidad comprender el funcionamiento de
las familias lógicas, las cuales se han desarrollado grandemente con el advenimiento
de la miniaturización de la electrónica, a partir del desarrollo de los transistores y
su posterior integración en sub-circuitos y circuitos en un substrato de silicio. Los
circuitos digitales son sumamente apropiados para su utilización en Circuitos
Integrados, y estos prácticamente han invadido el campo digital y son muy
utilizados en la construcción de computadoras y en muchas otras herramientas
construidas actualmente. El presente trabajo tratará sobre las familias Lógicas, su
concepto y los tipos de familias lógicas predominantes en la actualidad.

3. FAMILIAS LOGICAS.
Los Circuito Integrados son una pieza o cápsula que generalmente es de
silicio o de algún otro material semiconductor, que utilizando las propiedades de
los semiconductores, es capaz de hacer las funciones realizadas por la unión en un
circuito, de varios componentes electrónicos, como: resistencias, condensadores,
transistores, etc.
Los circuitos integrados (CI's), se pueden clasificar en: analógicos y
digitales; en este trabajo se describen circuitos integrados digitales. Estos
funcionan con base en la lógica digital o álgebra de Boole, donde cada operación de
esta lógica, es representada en electrónica digital por una compuerta o puerta
lógica.
ambién estos CI s se pueden clasificar según su nivel de integración o
complejidad por el número de puertas que contiene, en:
 SSI ( pequeña escala de integración) : menor de 10 puertas.
 MSI ( media escala de integración) : entre 10 y 100 puertas.
 LSI ( gran escala de integración) : entre 100 y 10.000 puertas.
 VLSI ( muy gran escala de integración) : entre 10.000 puertas y 100.000.

4.  ULSI (Ultra grande escala de integración: mas de 100.000 puertas.
Por lo tanto, en la actualidad, los diferentes fabricantes de estos chip han
desarrollado familias lógicas de dispositivos digitales que representan los estados
lógicos, el 0 y el 1, por medio de parámetros eléctricos. En donde se definen
propiedades de operación como: Niveles de tensión y corriente, Inmunidad al ruido,
Disipación de potencia, Retardos de propagación, Fan-out, entre otros.
¿Qué es una familia Lógica.?
Por lo tanto y según el material de apoyo: “Una familias lógica, es un
conjunto de CI s compatibles entre si, que se alimentan con el mismo voltaje,
entienden los mismos niveles lógicos. Como consecuencia, las salidas de las
puertas pueden conectarse directamente a las entradas de otras puertas de la
misma familia sin problema alguno de adaptación o comunicación entre si”. Como
se describe en este concepto una familia lógica va ha estar determinada por el tipo
de componente con que está construido y la estructura básica con que se
construyen las puertas lógicas , así como sus valores (ya que si cambiamos
estos valores, pasaremos a otra familia diferente).
Características de las familias lógicas.
 Esquema y comportamiento circuital de su puerta básica.
 ensión de alimentación.
 Tensiones e intensidades Vo, Io, Vi, Ii, para ambos valores booleanos.
 Velocidad de trabajo.

5.  Consumo.
 Intervalo de temperaturas.
 Conectividad (fan-out, fan-in y flexibilidad de entradas y salidas).
 Costo.
 Otra característica de particular importancia, el comportamiento frente al
«ruido electromagnético».
ipos de Familias Lógicas.
Dependiendo del diseño y el montaje del sistema digital, el tipo de
transistor u otro componente electrónico utilizado, se tienen dos tipos de familias
lógicas, generalmente el tipo de componente utilizado en la construcción del
circuito lleva el nombre de la tecnología utilizada, y cada familia está formada por
subfamilias, entre estas tenemos:
 Familias bipolares.- Emplean transistores bipolares (BJT), resistencias y
diodos, es decir, dispositivos de unión. Las familias bipolares más
representativas son las familias TTL y ECL.
 Familias MOSFET.- Emplean transistores MOSFET, es decir, transistores
de efecto campo. La familias MOS más representativas son las familias
NMOS, PMOS y CMOS.
Cada una de las familias está formada por subfamilias, y van a tener una
serie de parámetros cuyos valores van a ser más o menos fijos. Difieren una de
otras en las prestaciones que ofrecen, cada una por separado tiene una serie de
ventajas e inconvenientes respecto a las otras. Hay que tener en cuenta, que por

6. lo general, la mejora de una característica va en perjuicio de otra. La idoneidad de
cada familia, depende de la aplicación que queramos realizar con ella y que es lo
que interesa más (menor consumo, más velocidad de respuesta, etc.) Por ejemplo,
los circuitos digitales necesitan una gran rapidez de respuesta a la salida ante un
cambio en sus entradas, un ejemplo claro son los convertidores A/D
(analógico/digital) o D/A. Por el contrario, un circuito que deba estar funcionando
durante un periodo largo y alimentado por baterías, su principal característica
deberá ser el bajo consumo.
La familia Lógicas Bipolares:
Los CI s están hechos a base de transistores de unión bipolar (BJT).
Siendo las más notables las siguientes:
 Lógica Resistencia-Transistor (RTL).
 Diodo-Transistor (DTL).
 Transistor-Transistor (TTL).
 Emisor Acoplado (ECL).
 Alto Umbral de Ruido (HTL).
 Inyección Integrada (I2L).
Las dos primeras (R L, D L) están hoy en día obsoletas. La L es la más
utilizada a nivel de circuitos SSI y MSI. En cuanto a ECL, es la más rápida y por
eso se emplea (en muy contadas ocasiones), cuando se requieren aplicaciones de
alta velocidad de respuesta sin tener en cuenta el precio o el consumo. En cuanto
a la I2L, comercialmente no dispone de circuitos de propósito general; sí en
cambio, circuitos LSI y VLSI debido a la alta densidad de integración que permite

7. esta familia. Por último, basta decir que la H L tiene una alta inmunidad al ruido,
siendo muy apropiada para ser utilizadas en ambientes industriales hostiles (con
muchas posibilidades de existencia de ruidos y de niveles altos).
La Familia MOS:
Los CI s están hechos a base de transistores de efecto de campo
(MOSFET). Las principales son:
 Lógica MOSFE de canal n (nMOS).
 Lógica MOSFE de canal p (pMOS).
 Lógica de Simetría Complementaria (CMOS).
La familia PMOS está anticuada en la actualidad. En cuanto a la NMOS es
la más utilizada en circuitos LSI y VLSI, empleados para microprocesadores y
memorias. Por su parte la familia CMOS, (Complementary Metal Oxide
Semiconductor o combinación de NMOS y CMOS), debido a su bajo consumo es
idónea para utilizarla en equipos a baterías, como por ejemplo las calculadoras de
bolsillo. Cada familia lógica tiene un circuito electrónico básico (puerta NAND,
NOR, NOT), mediante o partir del cual se desarrollan funciones y circuitos
digitales más complejos. Como puede verse, existen una gran diversidad de
tecnologías digitales a nivel de bloques funcionales estándar (puertas,
decodificadores, sumadores, contadores, etc), destacando la TTL y la CMOS.
Diferencias entre las familias CMOS y TTL. Las diferencias más
importantes entre ambas familias son:

8. a.-) En la fabricación de los circuitos integrados se usan transistores bipolares para
el L y transistores MOSFE para la tecnología CMOS.
b.-) Los CMOS requieren de mucho menos espacio (área en el CI) debido a lo
compacto de los transistores MOSFE . Además debido a su alta densidad de
integración, los CMOS están superando a los CI bipolares en el área de integración
a gran escala, en LSI - memorias grandes, CI de calculadora, microprocesadores,
así como VLSI.
c.-) Los circuitos integrados CMOS es de menor consumo de potencia que los
TTL.
d.-) Los CMOS son más lentos en cuanto a velocidad de operación que los L.
e.-) Los CMOS tienen una mayor inmunidad al ruido que los TTL.
f.-) Los CMOS presenta un mayor intervalo de voltaje y un factor de carga más
elevado que los L. En resumen podemos decir que: L: diseñada para una alta
velocidad. CMOS: diseñada para un bajo consumo. 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 es empleada.
Ventajas de CMOS sobre las TTL
La lógica CMOS ha emprendido un crecimiento constante en el área de la
MSI, principalmente a expensas de la TTL, con la que compite directamente. El
proceso de fabricación de CMOS es más simple que el L y tiene una mayor
densidad de integración, lo que permite que se tengan más circuitos en un área
determinada de sustrato y reduce el costo por función. La gran ventaja de los

9. CMOS es que utilizan solamente una fracción de la potencia que se necesita para
la serie L de baja potencia (74L00), adaptándose de una forma ideal a
aplicaciones que utilizan la potencia de una batería o con soporte en una batería.
El inconveniente de la familia CMOS es que es más lenta que la familia L,
aunque la nueva serie CMOS de alta velocidad "HCMOS" (SERIES HC y HCT),
que vio la luz en 1983, puede competir con las series bipolares avanzadas en
cuanto a velocidad y disponibilidad de corriente, y con un consumo menor, con las
series 74 y 74LS.

10. CONCLUSION.
Los Circuitos Integrados (CI's), son importantes en la actualidad, estos se
encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos modernos, como
automóviles, televisores, reproductores de CD, reproductores de MP3, teléfonos
móviles, computadoras, etc. Y estos pequeños chips como también se les denomina
significaron un gran avance a los tubos de vacío y a los circuitos electrónicos
creados como componentes discretos (resistencias, condensadores, diodos).
Las Familias Lógicas, son tipos de CI's, que van a depender del fabricante y
la tecnología básica utilizada en su fabricación, así como también del tipo de
componente predominante, generalmente toma el nombre del componente
utilizado.
Entre las familias Lógicas tenemos:
Las Familias Lógicas bipolares, que emplean transistores bipolares (BJT),
resistencias y diodos, es decir, dispositivos de unión. Entre las más representativas
tenemos R L, D L, L y ECL, siendo el más utilizado en la actualidad la
tecnología L (Lógica ransistor a ransistor)
La Familias MOSFET que emplean transistores MOSFET, es decir,
transistores de efecto campo. La más representativas son: NMOS, PMOS y

11. CMOS, siendo la más utilizada la tecnología CMOS.