INSTITUTO TECNOLÓGICO

DE

MATAMOROS

Electrónica Digital I

Familias Lógicas

Aula K4

10:00AM - 11:00AM

Edgar Jovany Salazar Correa

\

Ing. Arturo Vela Aguilar

H. Matamoros, Tam. A 12 de Octubre del 2009

Familia Lógica

Una familia lógica es el conjunto de circuitos integrados (CI’s) los cuales pueden ser interconectados entre si sin ningún tipo de Interface o aditamento, es decir, una salida de un CI puede conectarse directamente a la entrada de otro CI de una misma familia. Se dice entonces que son compatibles.

Las familias pueden clasificarse en bipolares y MOS. podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares: RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS, CMOS. Las tecnologías TTL (lógica transistor- transistor) y CMOS (metal oxido-semiconductor complementario) son los mas utilizadas en la fabricación de CI’s SSI (baja escala de integración) y MSI (media escala de integración).

Familia TTL (transistor-transistor logic)

TTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor". Es una familia lógica o lo que es lo mismo, una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares.

Características

Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75v y los 5,25V (como se ve un rango muy estrecho).Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,2V y 0,8V para el estado L (bajo) y los 2,4V y Vcc para el estado H (alto).La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz.Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).

Historia

Aunque la tecnología TTL tiene su origen en los estudios de Sylvania, fue Signetics la compañía que la popularizó por su mayor velocidad e inmunidad al ruido que su predecesora DTL, ofrecida por Fairchild Semiconductor y Texas Instruments, principalmente. Texas Instruments inmediatamente pasó a fabricar TTL, con su familia 74xx, que se convertiría en un estándar de la industria.Familias TTLLos circuitos de tecnología TTL se prefijan normalmente con el número 74 (54 en las series militares e industriales). A continuación un código de una o varias cifras que representa la familia y posteriormente uno de 2 a 4 con el modelo del circuito.

Con respecto a las familias cabe distinguir:TTL : Serie estándarTTL-L (low power) : Serie de bajo consumoTTL-S (schottky) : Serie rápida (usa diodos Schottky)TTL-AS (advanced schottky) : Versión mejorada de la serie anterior

TTL-LS (low power schottky) : Combinación de las tecnologías L y S (es la familia más extendida)TTL-ALS (advanced low power schottky) : Versión mejorada de la serie ASTTL-F (FAST : fairchild advanced schottky)TTL-AF (advanced FAST) : Versión mejorada de la serie FTTL-HC (high speed C-MOS) : Realmente no se trata de tecnología TTL bipolar sino CMOSTTL-HCT (high speed C-MOS) : Serie HC dotada de niveles lógicos compatibles con TTLTTL-G (GHz C-MOS) : GHz ( From PotatoSemi)

Versiones

A la familia inicial 7400, o 74N, pronto se añadió una versión más lenta pero de bajo consumo, la 74L y su contrapartida rápida, la 74H, que tenía la base de los transistores dopada con oro para producir centros de recombinación y disminuir la vida media de los portadores minoritarios en la base. Pero el problema de la velocidad proviene de que es una familia saturada, es decir, los transistores pasan de corte a saturación. Pero un transistor saturado contiene un exceso de carga en su base que hay que eliminar antes de que comience a cortarse, prolongando su tiempo de respuesta. El estado de saturación se caracteriza por tener el colector a menos tensión que la base. Entonces un diodo entre base y colector, desvía el exceso de corriente impidiendo la introducción de un exceso de cargas en la base. Por su baja tensión directa se utilizan diodos de barrera Schottky. Así se tienen las familias 74S y 74LS, Schottky y Schottky de baja potencia. Las 74S y 74LS desplazaron por completo las 74L y 74H, debido a su mejor producto retardo·consumo. Mejoras en el proceso de fabricación condujeron a la reducción del tamaño de los transistores que permitió el desarrollo de tres familias nuevas: 74F (FAST: Fairchild Advanced Schottky Technology) de Fairchild y 74AS (Advanced Schottky) y 74ALS (Advanced Low Power Schottky) de Texas Instruments. Posteriormente, National Semiconductor redefinió la 74F para el caso de búferes e interfaces, pasando a ser 74F(r).

Puerta NAND en tecnología TTL estándar (N)

Tecnología

La tecnología TTL se caracteriza por tener tres etapas, siendo la primera la que le nombra:Etapa de entrada por emisor. Se utiliza un transistor multiemisor en lugar de la matriz de diodos de DTL.Separador de fase. Es un transistor conectado en emisor común que produce en su colector y emisor señales en contrafase.Driver. Está formada por varios transistores, separados en dos grupos. El primero va conectado al emisor del separador de fase y drenan la corriente para producir el nivel bajo a la salida. El segundo grupo va conectado al colector del divisor de fase y produce el nivel alto.Esta configuración general varía ligeramente entre dispositivos de cada familia, principalmente la etapa de salida, que depende de si son búferes o no y si son de colector abierto, tres estados (ThreeState), etc. Mayores variaciones se encuentran entre las distintas familias: 74N, 74L y 74H difieren principalmente en el valor de las resistencias de polarización, pero la mayoría de los 74LS (y no 74S) carecen del transistor multiemisor característico de TTL. En su lugar llevan una matríz de diodos Schottky (como DTL). Esto les permite aceptar un margen más amplio de tensiones de entrada, hasta 15V en algunos dispositivos, para facilitar su interface con CMOS. También es bastante común, en circuitos conectados a buses, colocar un transistor pnp a la entrada de cada línea, para disminuir la corriente de entrada y así cargar menos el bus. Existen dispositivos de interface que integran impedancias de adaptación al bus para disminuir la reflexiones u aumentar la velocidad.

Famialia CMOS

CMOS (del inglés complementary metal oxide semiconductor, "semiconductor de metal oxido complementario") es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados (chips). 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.En la actualidad, la mayoría de los circuitos integrados que se fabrican utilizan la tecnología CMOS. Esto incluye microprocesadores, memorias, DSPs y muchos otros tipos de chips digitales.Cuando la entrada es 1, el transistor nMOS está en estado de conducción. Al estar su fuente conectada a tierra (0), el valor 0 se propaga al drenador y por tanto a la salida de la puerta lógica. El transistor pMOS, por el contrario, está en estado de no conducciónCuando la entrada es 0, el transistor pMOS está en estado de conducción. Al estar su fuente conectada a la alimentación (1), el valor 1 se propaga al drenador y por tanto a la salida de la puerta lógica. El transistor nMOS, por el contrario, está en estado de no conducción.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 o 1, siempre y cuando aún esté dentro de los márgenes de ruido que el circuito pueda tolerar.

Historia

La tecnología CMOS fue desarrollada por Wanlass y Sah, de Fairchild Semiconductor, a principios de los años 60. Sin embargo, su introducción comercial se debe a RCA, con su famosa familia lógica CD4000. Posteriormente, la introducción de un búfer y mejoras en el proceso de oxidación local condujeron a la introducción de la serie 4000B, de gran éxito debido a su bajo consumo (prácticamente cero, en condiciones estáticas) y gran margen de alimentación (de 3 a 18 V). RCA también fabricó LSI en esta tecnología, como su familia COSMAC de amplia aceptación en determinados sectores, a pesar de ser un producto caro, debido a la mayor dificultad de fabricación frente a dispositivos NMOS.Pero su talón de Aquiles consistía en su reducida velocidad. Cuando se aumenta la frecuencia de reloj, su consumo sube proporcionalmente, haciéndose mayor que el de otras tecnologías. Esto se debe a dos factores:La capacidad MOS, intrínseca a los transistores MOS, yLa utilización de mos de canal P, más lentos que los de canal N, por ser la movilidad de los huecos menor que la de los electrones.El otro factor negativo era la complejidad que conlleva el fabricar los dos tipos de transistores, que obliga a utilizar un mayor número de máscaras. Por estos motivos, a comienzos de los 80, algunos autores pronosticaban el final de la tecnología CMOS, que sería sustituida por la novedosa I2L, entonces prometedora.Esta fue la situación durante una década, para, en los ochenta, cambia el escenario rápidamente:Por un lado, las mejoras en los materiales, técnicas de litografía y fabricación, permitían reducir el tamaño de los transistores, con lo que la capacidad MOS resultaba cada vez menor.Por otro, la integración de dispositivos cada vez más complejos obligaba a la introducción de un mayor número de máscaras para asegurar el aislamiento entre transistores, de modo que no era más difícil la fabricación de CMOS que de NMOS.En este momento empezó un eclosión de memorias CMOS, pasando de 256x4 bits de la 5101 a 2kx8 de la 6116 y 8Kx8 en la 6264, superando, tanto en capacidad como consumo reducido y velocidad a sus contrapartidas

NMOS. También los microprocesadores, NMOS hasta la fecha, comenzaron a aparecer en versiones CMOS (80C85, 80C88, 65C02...).Y aparecieron nuevas familias lógicas, HC y HCT en competencia directa con la TTL-LS, dominadora del sector digital hasta el momento.Para entender la velocidad de estos nuevos CMOS, hay que considerar la arquitectura de los circuitos NMOS:Uso de cargas activas. Esto es: un transistor se polariza con otros transistores y no con resistencias debido al menor tamaño de aquellos. Además, el transistor MOS funciona fácilmente como fuente de corriente constante. Entonces un inversor se hace conectando el transistor inversor a la carga activa. Cuando se satura el transistor, drena toda la corriente de la carga y el nivel da salida baja. Cuando se corta, la carga activa inyecta corriente hasta que el nivel de salida sube. Y aquí está el compromiso: es deseable una corriente pequeña porque reduce la necesidad de superficie en el silicio (transistores más pequeños) y la disipación (menor consumo). Pero las transiciones de nivel bajo a nivel alto se realizan porque la carga activa carga la capacidad MOS del siguiente transistor, además de las capacidades parásitas que existan, por lo que una corriente elevada es mejor, pues se cargan las capacidades rápidamente.Estructuras de almacenamiento dinámicas. La propia capacidad mos se puede utilizar para retener la información durante cortos periodos de tiempo. Este medio ahorra transistores frente al biestable estático. Como la capacidad mos es relativamente pequeña, en esta aplicación hay que usar transistores grandes y corrientes reducidas, lo que lleva a un dispositivo lento.La tecnología CMOS mejora estos dos factores:Elimina la carga activa. La estructura complementaria hace que sólo se consuma corriente en las transiciones, de modo que el transistor de canal P puede aportar la corriente necesaria para cargar rápidamente las capacidades parásitas, con un transistor de canal N más pequeño, de modo que la célula resulta más pequeña que su contrapartida en NMOS.En cmos se suelen sustituir los registros dinámicos por estáticos, debido a que así se puede bajar el reloj hasta cero y las reducidas dimensiones y bajo consumo de la celda CMOS ya no hacen tan atractivos los registros dinámicos.CMOS analógicos Los transistores MOS también se emplean en circuitos analógicos, debido a dos características importantes: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 DEBE TENER SI O SI CORRIENTE DE POLARIZACIÓN...SINO NO ANDA!!!!!!!!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.CMOS y Bipolar Se emplean circuitos mixtos bipolar y CMOS tanto en circuitos analógicos como digitales, en un intento de aprovechar lo mejor de ambas tecnologías. En el ámbito analógico destaca la tecnología BiCMOS, que permite mantener la velocidad y precisión de los circuitos bipolares, pero con la alta impedancia de entrada y márgenes de tensión CMOS. En cuanto a las familias digitales, la idea es cortar las líneas de corriente entre alimentación y masa de un circuito bipolar, colocando transistores MOS. Esto debido a que un transistor bipolar se controla por corriente, mientras que uno MOS, por tensión.Problemas Hay tres problemas principales relacionados con la tecnología CMOS, aunque no son exclusivos de ella:Sensibilidad a las cargas estáticas. Históricamente, este problema se ha resuelto mediante protecciones en las entradas del circuito. Pueden ser diodos en inversa conectados a masa y a la alimentación, que, además de proteger el dispositivo, reducen los transitorios o zener conectados a masa. Este último método permite quitar la alimentación de un sólo dispositivo.Latch-Up: Consiste en la existencia de un tiristor parásito en la estructura cmos que se dispara cuando la salida supera la alimentación. Esto se produce con relativa facilidad cuando existen transitorios por usar líneas largas mal adaptadas, excesiva impedancia en la alimentación o alimentación mal desacoplada. El Latch-Up produce un camino de baja resistencia a la corriente de alimentación, de modo que, si no se ha previsto, acarrea la destrucción del dispositivo. Las últimas tecnologías se anuncian como inmunes al latch-up.Resistencia a la radiación. El comportamiento de la estructura MOS es sumamente sensible a la existencia de cargas atrapadas en el óxido. Una partícula alfa o beta que atraviese un chip CMOS puede dejar cargas a su paso, cambiando la tensión umbral de los transistores y deteriorando o inutilizando el dispositivo. Por ello existen circuitos "endurecidos" (Hardened), fabricados habitualmente en silicio sobre aislante (SOI)

Diferencias que existen en TTL y CMOS

NIVELES LOGICOS

Para que un CI 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.

Para los CI CMOS una entrada alta puede variar de 0 a 3V y una alta de 7 a 10V (dependiendo del tipo de CI CMOS). Para las salidas los CI toman valores muy cercanos a los de VCC Y GND (Alrededor de los 0.05V de diferencia).

Este amplio margen entre los niveles de entrada y salida ofrece una inmunidad al ruido mucho mayor que la de los CI TTL.

VELOCIDAD DE OPERACIÓN

Cuando se presenta un cambio de estado en la entrada de un dispositivo digital, debido a su circuitería interna, este se demora un cierto tiempo antes de dar una respuesta a la salida. A este tiempo se le denomina retardo de propagación. Este retardo puede ser distinto en la transición de alto a bajo (H-L) y de bajo a alto (L-H).

La familia TTL se caracteriza por su alta velocidad (bajo retardo de propagación) mientras que la familia CMOS es de baja velocidad, sin embargo la subfamilia de CI CMOS HC de alta velocidad reduce considerablemente los retardos de propagación.

FAN-OUT O ABANICO DE SALIDA

Al interconectar dos dispositivos TTL (un excitador que proporciona la señal de entrada a una carga) fluye una corriente convencional entre ellos.

Cuando hay una salida baja en el excitador, este absorbe la corriente de la carga y cuando hay una salida alta en el excitador, la suministra. En este caso la corriente de absorción es mucho mayor a la corriente de suministro.

Estas corrientes determinan el fan-out que se puede definir como la cantidad de entradas que se pueden conectar a una sola salida, que para los CI’s TTL es de aproximadamente de 10. Los CI’s CMOS poseen corrientes de absorción y de suministro muy similares y su fan-out es mucho mas amplio que la de los CI’s TTL. Aproximadamente 50.  

CIRCUITOS INTEGRADOS TTL

Esta familia utiliza elementos que son comparables a los transistores bipolares diodos y resistores discretos, y es probablemente la mas utilizada. A raíz de las mejoras que se han realizado a los CI TTL, se han creado subfamilias las cuales podemos clasificarlas en:

1. TTL estándar.2. TTL de baja potencia (L).3. TTL Schottky de baja potencia (LS).4. TTL Schottky (S).5. TTL Schottky avanzada de baja potencia (ALS).6. TTL Schottky avanzada (AS).

Como sus características de voltaje son las mismas (La familia lógica TTL trabaja normalmente a +5V), analizaremos sus velocidades y consumo de potencia.    

Velocidad aproximada Subfamilia TTL

1.5 ns Schottky avanzada

3 ns Schottky

4 ns Schottky avanzada de baja potencia

10 ns Schottky de baja potencia

10 ns estándar

33 ns baja potencia

Tabla 1: Velocidades de las distintas subfamilias TTL

Consumo de potencia por puerta

Subfamilia TTL

1 mW baja potencia

1 mW Schottky avanzada de baja potencia

2 mW Schottky de baja potencia

7 mW Schottky avanzada

10 mW estándar

20 mW Schottky

Tabla 2: Consumo de potencia de las subfamilias TTL

Observemos que las subfamilias Schottky de baja potencia como la Schottky avanzada de baja potencia reúnen excelentes características de alta velocidad y bajo consumo de potencia.

Debido a su configuración interna, las salidas de los dispositivos TTL NO pueden conectarse entre si a menos que estas salidas sean de colector abierto o de tres estados.    

CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS

Estos CI’s se caracterizan por su extremadamente bajo consumo de potencia, ya que se fabrican a partir de transistores MOSFET los cuales por su alta impedancia de entrada su consumo de potencia es mínimo.

Estos CI’s se pueden clasificar en tres subfamilias:

Familia Rango de tensión

Consumo potencia

Velocidad

estándar (4000) 3 – 15 V 10 mW 20 a 300 ns

serie 74C00 3 – 15 V 10 mW 20 a 300 ns

serie 74HC00 3 – 15 V 10 mW 8 a 12 ns

Tabla 3: Subfamilias CMOS

La serie 74HCT00 se utiliza para realizar interfaces entre TTL y la serie 74HC00.

DESCARGAS ELECTROSTÁTICAS

Los dispositivos CMOS son muy susceptibles al daño por descargas electrostáticas entre un par de pines.

Estos daños pueden prevenirse:

1. Almacenando los CI CMOS en espumas conductoras especiales.2. Usando soldadores alimentados por batería o conectando a tierra

las puntas de los soldadores alimentados por ac.3. Desconectando la alimentación cuando se vayan a quitar CI

CMOS o se cambien conexiones en un circuito.4. Asegurando que las señales de entrada no excedan las tensiones

de la fuente de alimentación.5. Desconectando las señales de entrada antes de las de

alimentación.6. No dejar entradas en estado flotante, es decir, conectarlos a la

fuente o a tierra según se requiera.

MARCAS EN UN CI

Dependiendo del fabricante, un CI puede presentar distintas demarcaciones en la parte superior del mismo, pero una marca común en un CI TTL es como la que se describe a continuación:

Figura 1: Marcas de un CI

El pin o patilla 1 se identifica con un punto, muesca o banda coloreada en uno de los extremos del CI. Siempre se sitúa a la izquierda colocando el integrado con el extremo demarcado hacia arriba. El logotipo o el pequeño dibujo que identifica al fabricante puede aparecer en cualquiera de los dos extremos y el numero de circuito aparece generalmente centrado junto al costado izquierdo.

Un ejemplo de numero de circuito de un CI TTL puede ser el DM74ALS76N. Veamos como se decodifica este numero:

DM: Las primeras letras identifican al fabricante (National Semiconductor)

74: Los dos primeros números indican la serie (serie 7400)

ALS: Estas letras indican la subfamilia TTL (Schottky avanzada de baja potencia)

76: Los números siguientes especifican la función (doble flip-flop JK)

N: El sufijo N indica que es un CI encapsulado en doble linea

Para un CI CMOS las marcas son muy similares. Un ejemplo podría ser el MC74HC32N:

MC: Identifica al fabricante (Motorola)

74HC: Indica la subfamilia o serie del integrado (74HC00)

32: Especifica la función (4 puertas OR de dos entradas) N: Este es el código de National Semiconductor para un CI DIP

CARACTERISTICAS TTL 411

  Cicuito integrado AND TTL 7411 

 

Cuadro de propiedades Norma CEI Cápsula

Cicuito Integrado:Operador:

Tecnología:Puertas:

Entradas:Cápsula:

Comentario:

7411, 74LS11, 74S11ANDTTL33 por puertaDIP 14 pinsX

Características técnicas:

Parámetro 7411 74LS11 74S11 UNIDADTensión de alimentación Vcc 5 ±0.25 5±0.25 5±0.25 VTensión de entrada nivel alto VIH 2.0 a 5.5 2.0 a 7.0 2.0 a 5.5 V

Tensión de entrada nivel bajo VIL-0.5 a 0.8 

-0.5 a 0.8-0.5 a

0.8V

Tensión de salida nivel alto VOH

condiciones de funcionamiento:V CC = 4.75, VIH = 2.0, VIL = 0.8

2.4 a 3.4  2.7 a 3.4 2.7 a 3.4 

V

Tensión de salida nivel bajo VOL

condiciones de funcionamiento:V CC = 4.75, VIH = 2.0

0.2 a 0.4 0.35 a 0.5 

máx 0.5  V

Corriente de salida nivel alto IOH máx -0.4  máx -0.4 máx -1 mACorriente de salida nivel alto IOL máx 16  máx 8 máx 20 mATiempo de propagación 10.0  9.0 5.0 ns

 

Entradas Salida Tabla veritativaA B C Y La tabla veritartiva se llama de

verdad y tabla de combinaciones. Expresa los valores de una expresión

lógica para las diferentes combinaciones de los valores de las

variables que figuran en la expresión.

L L L LL L H LL H L LL H H LH L L LH L H LH H L L

H H H H

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. Las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL, condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de caracteristicas según el fabricante: Su tensión de alimentación caracteristica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H. La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor baza, ciertamente esta caracteristica le hacer aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz.

La electrónica digital de alta velocidad actual se encuentra dominada por dos tecnologías fundamentales : una basada en la lógica transistor-transistor (TTL) y la otra en la lógica MOSFET complementario (CMOS).

En electrónica digital, los dos posibles estados binarios se representan mediante tensiones y se conoce como tecnología TTL. Esta particularidad presenta una gran diferencia entre los sistemas digitales y los analógicos. En los digitales, el valor exacto de la tensión no es importante; por ejemplo, una tensión de 3,6 V tiene el mismo significado que una tensión de 4,5 V. En los sistemas analógicos, el valor exacto es muy importante. Eso implica que los sistemas digitales son más inmunes al ruido; es decir, que una variación de la tensión, dentro del rango permitido, no es importante.

Operador:

Y, se denomina operador AND, operador intersección, operador conjunción, la salida está en estado 1 si, y solamente si, todas las entradas están en estado 1.

CMOS 4011

Cicuito integrado NAND CMOS HE4011 

 

Cuadro de propiedades Norma CEI CápsulaCicuito

Integrado:Operador:

Tecnología:Puertas:

Entradas:Cápsula:

Comentario:

HE4011NANDCMOS42 por puertaDIP 14 pinsX

Características técnicas:

Parámetro VDDValor

UNIDADTípico Máximo

Tiempo de propagación nivel alto a nivel bajo tPHL

5 55 110 ns10 25 45 ns15  20 35 ns

.        

Tiempo de propagación nivel bajo a nivel alto tPLH

5 55 110 ns10 25 45 ns15  20 35 ns

.

Tiempo de transición nivel alto a nivel bajo tPHL

5 60 120 ns10 30 60 ns15  20 40 ns

.        

Tiempo de transición nivel bajo a nivel alto tPLH

5 60 120 ns10 30 60 ns15  20 40 ns

 

Entradas Salida Tabla veritativaI1 I2 O1 La tabla veritartiva se llama de verdad y tabla

de combinaciones. Expresa los valores de una expresión lógica para las diferentes

combinaciones de los valores de las variables

L L HL H HH L H

que figuran en la expresión.H H L

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. Las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL, condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de caracteristicas según el fabricante: Su tensión de alimentación caracteristica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H. La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor baza, ciertamente esta caracteristica le hacer aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz.

La electrónica digital de alta velocidad actual se encuentra dominada por dos tecnologías fundamentales : una basada en la lógica transistor-transistor (TTL) y la otra en la lógica MOSFET complementario (CMOS).

En electrónica digital, los dos posibles estados binarios se representan mediante tensiones y se conoce como tecnología TTL. Esta particularidad presenta una gran diferencia entre los sistemas digitales y los analógicos. En los digitales, el valor exacto de la tensión no es importante; por ejemplo, una tensión de 3,6 V tiene el mismo significado que una tensión de 4,5 V. En los sistemas analógicos, el valor exacto es muy importante. Eso implica que los sistemas digitales son más inmunes al ruido; es decir, que una variación de la tensión, dentro del rango permitido, no es importante.

COMPATIBILIDAD ENTRE AMBAS FAMILIAS

Ya que los requerimientos para estas dos familias son bastante diferentes, requieren para su interconexión la utilización de interfaces. A continuación

hay algunos ejemplos de interfaces cuando los dispositivos trabajan con una misma fuente de voltaje y cuando trabajan con voltajes distintos. (gráficos de interfaces).

    Figura 2: Interfaz estándar TTL a CMOS utilizando un resistor de "pull up"

Figura 3: Interfaz Schottky TTL de baja potencia a CMOS utilizando un resistor de "pull up"