TTL CMOS

Escala de Integración

Las funciones lógicas se materializan mediante Circuitos Integrados (IC's), cuya densidad de integración depende del grado de complejidad. La densidad de integración se mide en cantidad de componentes sobre mm²:
Desde el punto de vista de la densidad de componentes, los IC's digitales se clasifican en:

a) SSI (Small scale Integrados)
En este grupo están comprendidas las funciones lógicas elementales con aproximadamente 10 componentes por circuito, lo que permite construir alrededor de 12 compuertas.

b) MSI (Medium Scale Integration)
Comprende aplicaciones lógicas complejas como codificadores multiflexores y contadores.
 Cantidad aproximada de componentes: entre 10 y 1000. Esto permite un número máximo de 100 compuertas.

c) LSI (Large Scale Integration)
Son circuitos que realizan funciones lógicas pertenecientes a la lógica programable como microprocesadores y memorias; y otro más especificas como las empleadas en las calculadoras.

d) VLSI (Very Large Scale Integration)
Comenzó con la construcción de circuitos con más de 1OMil componentes y actualmente supera los 1000Mil de transistores en un solo chip.
Las características de una familia lógica integrada son las siguientes:

a) Gran densidad
b) Alta velocidad de propagación.
c) Mínimo consumo
d) Máxima inmunidad al miedo y a las variaciones de temperatura.
e) Compatibilidad con otras familias lógicas.
f) Bajo costo

Familia TTL- Transistor Transistor Lógico

Las compuertas están construidas mediante resistores, diodos y transistores bipolares.
Esta familia fue la primera en desarrollarse con una gran variedad de circuitos fabricados con la mayoría de los fabricantes, y utiliza circuitos integrados a escala pequeña, mediana y gran escala de integración (SSI, MSI, LSI). Con esta tecnología se fabrican además las compuertas lógicas integradas y otros circuitos de mayor complejidad como decodificadores, multiplexores, contadores, ect. (Escala de integración MSI).
La familia TTL comprende varias series que han sido desarrolladas progresivamente para mejorar algunas de las características de las fabricadas con anterioridad. La primera serie que se creó fue la denominada TTL estándar, conocida como la serie 74xx.

Principales características de la serie 74xx son:

-Tensión de alimentación nominal 5v+-10%
-Temperatura de trabajo de 0 a 70C°
-FAN-OUT=10
-Niveles de tensión: VIH=2v VIL=0.8 VOH=1.4v VOL=0.4v
-Margen de ruido en bajo niveles 0.4v
-Tiempo de propagación medio 10nSeg
-Disipación de potencia 10nW por función

Familia lógica CMOS
Existen varias series en la familia CMOS de circuitos integrados digitales. La serie 4000 que fue introducida por RCA y la serie 14000 por Motorola, estas fueron las primeras series CMOS. La serie 74C que su característica principal es que es compatible terminal por terminal y función por función con los dispositivos TTL. Esto hace posibles remplazar algunos circuitos TTL por un diseño equivalente CMOS. La serie 74HC son los CMOS de alta velocidad, tienen un aumento de 10 veces la velocidad de conmutación. La serie 74HCT es también de alta velocidad, y también es compatible en lo que respecta a los voltajes con los dispositivos TTL.
Los voltajes de alimentación en la familia CMOS tiene un rango muy amplio, estos valores van de 3 a 15 V para los 4000 y los 74C. De 2 a 6 V para los 74HC y 74HCT.

Por lo tanto los márgenes de ruido se pueden determinar a partir de la tabla anterior y tenemos que es de 1.5 V. Esto es mucho mejor que los TTL ya que los CMOS pueden ser utilizados en medios con mucho más ruido. Los márgenes de ruido pueden hacerse todavía mejores si aumentamos el valor de VDD ya que es un porcentaje de este.
En lo que a la disipación de potencia concierne tenemos un consumo de potencia de sólo 2.5 nW cuando VDD = 5 V y cuando VDD = 10 V la potencia consumida aumenta a sólo 10 nW.
Diferencias de TTL respecto a CMOS
Características de entrada y salida asimétricas.
Las entradas entregan una corriente significativa en estado bajo y en estado alto sólo una corriente de fuga.
La salida puede manejar mucha más corriente en el estado bajo (transitor saturado)
La salida sólo puede entregar una cantidad limitada de corriente en el estado alto (resistencia mas transitor parcialmente encendido).
TTL tiene dificultad para manejar entradas CMOS "puras".

Interconexión entre TTL y CMOS
Niveles lógicos y fuentes de alimentación.
Margen de ruido.
Cargabilidad de salida (FAN-OUT)
Carga capacitiva.







http://www.el.bqto.unexpo.edu.ve/~ltarazona/digitales/tema4B_2.pdf
http://sergiorendain.blogspot.mx/2011/02/familias-logicas-ttl-y-cmos.html
http://quegrande.org/apuntes/grado/1G/TEG/teoria/10-11/tema_10_-_familias_logicas_ttl.pdf
http://5et2g6.blogspot.mx/2011/09/ttl-y-cmos-tp-n3.html
UANL
FCFM

Circuitos Digitales

"Familias TTL y CMOS"

Ana Patricia Valdes González
Grupo 001


San Nicolás de los Garza, N.L.