FAMILIAS DE CIRCUITOS LOGICOS (TTL & CMOS)

La compuerta TTL fue una mejora introducida a la compuerta DTL. Los parámetros más importantes de las compuertas TTL son el retardo de propagación (ns), la disipación de potencia (mW), y el producto velocidad -potencia (pJ). El producto velocidad-potencia indica un retardo en la propagación con una disipación de potencia determinada. 

Características Generales de los Circuitos Digitales

Las características de un circuito digital se usan con el fin de comparar las compuertas de las distintas familias lógicas. Estas se listan a continuación:

• Fan Out (Cargabilidad de salida): Es el máximo número de cargas que pueden ser gobernadas en la salida de la compuerta sin alterar su operación normal. 

• Fan In (Cargabilidad de entrada): Es el máximo número de entradas que puede tener una compuerta. 

• Tensión de Umbral: Una curva de transferencia de una puerta lógica inversora se muestra en la figura 9.1.1. En la figura se distinguen dos tensiones de umbral; la primera para el estado lógico cero (Vu, 0) y la segunda para el estado lógico uno (Vu, 1). Los puntos de pendiente -1 representan estas tensiones de umbral. Por lo tanto, la tensión de umbral es la tensión en la que la compuerta comienza a cambiar de estado lógico. 

• Margen de ruido: Es el límite de tensión de ruido admisible a la entrada del elemento lógico, sin registrar cambios en el estado de la salida. Existen dos márgenes de un ruido, uno para el estado lógico uno y otro para el estado lógico cero.  
 
En circuitos digitales es común conectar dos puertas de las mismas características, una enseguida de otra. Por consiguiente, la tensión máxima de entrada en estado cero VE,0 máx, es equivalente a la máxima tensión de salida en estado cero Vs,0 máx. De igual forma, la tensión mínima de entrada en estado uno VE,1 mín es igual a la tensión mínima de salida en estado uno Vs,1 mín. 
 
• Tiempo de programación medio (tpd): Es el tiempo de retardo promedio en la transición de una señal de la entrada a la salida en los casos que esta pasa del estado 1 a 0 y viceversa.
• Potencia disipada: Es la potencia consumida por la compuerta. La disipación de potencia en función de la frecuencia de una compuerta TTL es constante dentro del rango de operación. En cambio, la compuerta CMOS depende de al frecuencia.
 
• Producto potencia dispada-tiempo de propagación: Es el producto de los dos tipos de características mencionadas. 

La velocidad de la compuerta es inversamente proporcional al retardo de propagación.

Familia TTL (Lógica de Transistor - Transistor)

Esta fue la primera familia de éxito comercial, se utilizó entre 1965 y 1985. Los circuitos TTL utilizan transistores bipolares y algunas resistencias de polarización. La tensión nominal de alimentación de los circuitos TTL son 5 V DC. 

En el estudio de los circuitos lógicos, existen cuatro especificaciones lógicos diferentes: VIL, VIH, VOL y VOH.

En los circuitos TTL, VIL es la tensión de entrada válida para el rango 0 a 0.8 V que representa un nivel lógico 0 (BAJO). El rango de tensión VIH representa la tensiones válidas de un 1 lógico entre 2 y 5 V. El rango de valores 0.8 a 2 V determinan un funcionamiento no predecible, por la tanto estos valores no son permitidos.
 

La tecnología CMOS es la más utilizada actualmente para la construcción de circuitos integrados digitales, como las compuertas, hasta los circuitos como las memorias y los microprocesadores. La tensión nominal de alimentación de los circuitos CMOS son +5 V y +3,3 V.

HECHO POR: GARCIA FONSECA LUIS JAVIER

Niveles Lógicos TTL