Famílias Lógicas

O que é uma família lógica ?

� A família lógica leva o nome da “tecnologia + arranjo de componentes” principais envolvidos na fabricação dos circuitos integrados.Exemplo : TTL ( Transistor-Transistor Logic)

Porta NAND da Familia TTL

Níveis Lógicos Familia TTL

Níveis Lógicos Familia TTL

Principais Famílias Lógicas

� TTL – Transistor –Transistor Logic� MOS – MOSFET Logic� BICMOS – MOSFET + Bipolar

Transistor Logic

Família TTL

� Padrão: Lógica Transistor-Transistor� Sub Família

• L: Lógica TT de baixa potência• S: Lógica Schottky• LS: Lógica Schottky de baixa potência• AS: Lógica Schottky avançada• ALS: Lógica Schottky avançada de Baixa

Potência

Subcategorias das Famílias Lógicas

Família CMOS

� Semicondutor de Óxido-Metal Complementar� Reduzido consumo de corrente (baixa potência);� Alta imunidade a ruídos;� Faixa de alimentação que se estende de 3V a 15V ou

18V dependendo do modelo� Processo de fabricação do CMOS mais simples que

do TTL� Densidade de integração maior que os TTL� Mais lentos do que os TTL� Podem ser facilmente danificados por eletricidade

estática

Correntes nas entradas e saídas

� IIH – Corrente entrada Nivel 1 (I que entra) � IIL – Corrente entrada Nivel 0 (I que sai)� IOH – Corrente saída Nivel 1 (I fornecido)� IOL – Corrente saída Nivel 0 (I absorvido)� ICC – Corrente requerida pelo CI ( Consumo)� ICCH – Consumo quando todas saídas em nivel 1� ICCL – Consumo quando todas saídas em nivel 0� ICCmédiaL – (ICCH+ICCL)/2� IOS – Corrente de saída de curto com Terra.

TTL tipo padrão

� IIH máx = 40 uA, IIL máx = -1,6 mA� IOH máx = -400 uA, IOL máx = 16 mA

� Um circuito pode fornecer em uma saída igual a nível 1, uma corrente de 400uA ( igual a 10 entradas de 40uA)

� Idem para corrente de entrada.

Interfaceamento

� Como nem todas as famílias lógicas trabalham com valores iguais de corrente e tensão, não podemos misturar em um projeto famílias lógicas diferentes sem promover um correto interfaceamento entre os CI’s.

Potência Dissipada

� É o produto da Icc média vezes a Vcc.� É importante para cálculo da fonte de

alimentação, pois maior potência requer maior gasto com fonte de alimentação.

� CI´s TTL tem seu consumo independente da frequência de operação, enquanto os CMOS têm seu consumo variando aproximadamente de modo linear com sua frequência de operação

Imunidade a Ruído

� Ruído – corresponde a uma perturbação aleatória que pode provocar uma mudança nos níveis lógicos (temporários ou não) causando funcionamento incorreto do circuito.

� Define-se como imunidade a ruído, um valor de tensão positivo ou negativo que pode ser somado ao sinal de saída do estágio anterior sem provocar alteração em nível lógico do estágio seguinte.

Imunidade a Ruído

Fan - Out

� Uma saída de porta lógica pode comandar mais de uma entrada de portas lógicas, contudo isso tem um limite, denominado de fan-out. Trata-se da divisão da corrente de saída da porta acionadora pela corrente de entrada da porta acionada.

Fan - Out

Atraso de propagação

� Um sinal colocado na entrada de um circuito digital sofre um atraso de propagação (delay)

� Quando menor o atraso de propagação mais rápido e oneroso é o projeto, então deve ser levado em conta em algumas aplicações.

Atraso de propagação

Complexidade

� Classificado de acordo com o número de transistores (portas lógicas) internos.� Pequena escala de integração = até 10 � Média escala de integração = de 10 a 100� Larga escala de integração = de 100 a 1.000� Escala muito grande = de 1.000 a 10.000� Escala ultragrande = 10.000 a 100.000� Giga escala de integração = mais de 100.000

Comparativo TTL - CMOS

CMOSTTL