Facultad de Ciencias InformáticaIngeniería en Sistema informáticos

TERCER semestre “A”

Asignatura:SISTEMAS DIGITALES

Docente:ING. MARCO PAZMIÑO.

Tema:

UNIDAD IVFAMILIA LOGICA

TTL y CMOS

INTEGRANTES:

Escobar Pinargote Andrés.Gilces Gilces Luis.Santana Arteaga Gema.Sornoza Henríquez José. Velepucha Sánchez María.Vera Gómez Damián.Zambrano Macías Moisés.

Portoviejo – Manabí – Ecuador 2013

Familias lógicas

In electrical engineering, it can refer to one of two related concepts: a logic family of monolithic digital integrated circuit devices is a group of logic gates (or gates) built

using one of several different designs, usually with compatible logic levels and characteristics source of power within a family. Many logic families were produced as

individual components, each containing one or some related basic functions, which could be used as "building blocks" to create systems or as well call it "glue" to connect

more complex integrated circuits.

It may also refer to a set of techniques used to implement the logic within a large scale integrated circuit such as a central processor, memory, or other complex function, these families registered dynamic techniques used to minimize the energy consumption and

the delay.Familias lógicas TTL y CMOS

Existen varias series en la familia CMOS de circuitos integrados digitales. La serie 4000

Figura ( c )Inversor Lógico CMOS

Figura ( c.1 )Tabla de Estados Inversor Lógico CMOS

TTL Logic FamilyTTL is the abbreviation for transistor-transistor logic, ie "transistor transistor logic". A logic family is or what is the same, a construction technology of digital electronic circuits. In the TTL technology components manufactured with the input and output elements of the device are bipolar transistors. The characteristics of the technology used in TTL family (Transistor, Transistor Logic), condiciona los parámetros que se describen en sus

Other series TTL.The original family TTL indicated with the numbers 54/74. With the progress that has experienced manufacturing technology since its introduction in the market have improved families based on bipolar technology that seek to optimize some of the parameters described above.TTL low power (54L/74L).This family is distinguished by its low power consumption (L = LOW POWER). This is achieved by significantly increasing the resistance values of the different polarization of transistors, thereby decreasing the current flowing through the system and thus the power dissipated. If the power dissipated in a typical door family q 54/74 is 10 mW the equivalent gate 54L/74L version is 1 mW.The power saving is paid with a loss in speed: from 10 nsg typical delay time in the original family passes about 33 nsg delay in this family.Schottky TTL (54S/74S).This series provides a lower switching times, due to the incorporation of Schottky diodes that prevent entering saturation transistors, reducing the time it takes for the transistor to go in and out of conduction. The typical delay NSG is 3. And the power dissipation of 19 mW.Low power Schottky TTL (54LS/74LS).This family provides a compromise between speed and low power dissipation using high values of resistors and Schottky-type transistors. The typical power dissipation of a door is 2 mW and 10 propagation delay NSG.Schottky avanzada y Shottky de bajo consumo avanzada (AS/ALS).

Diferencias de TTL con CMOS

La tabla Muestra algunas características de las compuertas TTL y CMOS.

Características TTL CMOS 3,3 V CMOS 5 V

F LS ALS LV LVC ALVC HC AC AHC

Retardo de Propagación de puerta, tp (ns) 3,3 10 7 9 4,3 3 7 5 3,7

Frecuencia máxima de reloj (MHz) 145 33 45 90 100 150 50 160 170

Excitación de salida IOL(mA) 20 8 8 12 24 24 4 24 8

Características de Compuertas TTL y CMOS

TTL to CMOS Interfaces

A CMOS input is relatively easy to manage from a TTL output when the devices involved in the interface

operate from a single +5 V supply The characteristics of TTL output current is more than adequate to

handle CMOS inputs. They should only be compatible voltage levels.

Since these two requirements are quite different families, require for their utilization interconnection

interfaces. Below are some examples of interfaces when devices work with the same voltage source and

when working with different voltages. (graphical 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"

Figura 4: Interfaz CMOS a TTL Schottky de baja potencia

Figura 5: Interfaz CMOS a TTL estándar utilizando un buffer de CI CMOS

Figura 6: Interfaz TTL y CMOS usando un buffer de CI CMOS

Figura 7: Interfaz TTL a CMOS utilizando un transistor

Figura 8: Interfaz TTL a CMOS utilizando un buffer TTL de colector abierto

Figura 9: Interfaz CMOS a TTL utilizando un buffer de CI CMOS

Cuando las salidas de los CI’s se conectan a dispositivos distintos a puertas lógicas como por ejemplo a

LED's indicadores, se pueden utilizar las interfaces siguientes: 

Figura 10: Interface CMOS a LED para voltaje de 5V. El led luce cuando hay salida ALTA

Figura 11: Interface CMOS a LED para voltaje de 5V. El led luce cuuando hay una selida BAJA

Figura 12: Interfaz CMOS a LED para un rango de tensión de 10 a 15V. El led luce cuando hay una

salida ALTA

Figura 13: Interfaz CMOS a LED para un rango de tensión de 10 a 15V. El led luce cuando hay una

salida BAJA

Figura 14: Interfaz buffer-inversor CMOS a LED para rango de tensión de 5V a 15V.

Figura 15: Interfaz buffer-no inversor CMOS a LED para un rango de tensión de 5V a 15V

Figura 16: Interfaz TTL a LED el cual luce cuando la salida es ALTA

Figura 17: Interfaz TTL a LED el cual luce cuando la salida es BAJA

Figura 18: Interface TTL a LED con indicadores de salida ALTA y BAJA

Figura 19: Interface TTL a LED utilizando un transistor

Generalmente, para introducir información a un circuito digital se utilizan los conmutadores o teclados. A

continuación veremos los ejemplos clásicos de interfaces con conmutadores. 

Figura 20: Interfaz de conmutador activo en BAJA

Figura 21: Interfaz de conmutador activo en ALTA

Figura 22: Circuito eliminador de rebote utilizando una compuerta NAND 74HC00 CMOS

Figura 23: Circuito eliminador de rebote utilizando una compuerta 7403 TTL con colector abierto

Cuando un circuito digital debe activar dispositivos de salida (las cuales generalmente manejan una

tensión mayor), se requiere el uso de las siguientes interfaces:

Figura 24: Interfaz con dispositivos de salida con inversor TTL o CMOS

CONCLUSION

In conclusion integrated circuit designers solve the problems involved in the integration essentially using transistors. This determines the integration technologies that currently exist and are due to two types of transistors that tolerate such integration: the bipolar and CMOS and its variants.A) Technology TTL: Transistor to Transistor Logic. This technology makes use of resistors, diodes and bipolar transistors for standard logic functions.B) CMOS Technology: Complementary MOS Logic. This technology basically makes use of field effect transistors NMOS and PMOS.In Complementary MOS logic family, CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor), the term refers to the complementary use of two types of transistors in the output circuit, in a configuration similar to the totem-pole TTL family. Used together MOSFET (MOS Field-Effect Transistor MOS field effect transistor) n-channel (NMOS) and p-channel (PMOS) in the same circuit, to obtain several advantages over families P-MOS and N-MOS. CMOS technology is now the dominant because it is faster and consumes even less power than the other MOS families. These advantages are somewhat obscured by the high complexity of IC manufacturing process and lower integration density. Thus, the CMOS still can not compete with MOS in applications requiring the ultimate in LSI.La

ANEXOS

NOTA: Buscando acerca del tema y conversando sobre el tema

NOTA: Realizando la carpeta del grupo

NOTA: Conversando acerca del tema y la planificación

NOTA: Últimos arreglos de la documentación

NOTA: Dejando todo arreglado para el día de la exposición

PREGUNTAS

1. ¿Que son las familias lógicas en la ingeniería electrónica?

Una familia lógica de dispositivos circuitos integrados digitales monolíticos, es un grupo de puertas lógicas construidas usando uno de varios diseños diferentes, usualmente con niveles lógicas compatibles y características de fuente de poder dentro de una familia.

2. ¿que significa las iniciales de la Familia Lógica CMOS?

Significa Metal Oxido Semiconductor Complementario

3. ¿Qué es la tecnología del 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.

4. ¿escriba los nombres de quienes introdujeron la serie de 400 y la serie 14000 en la serie CMOS?

La serie 4000 que fue introducida por RCA y la serie 14000 por Motorola, estas fueron las primeras series CMOS.

5. ¿Cuáles son las características de la familia TTL? La familia lógica transistor-transistor ha sido una de las familias de CI más

utilizadas. Los CI de la serie 74 estándar ofrecen una combinación de velocidad y

disipación de potencia adecuada a muchas aplicaciones La familia 74 cuenta con varias series de dispositivos lógicos TTL(74, 74LS, 74S,

etc.). Estas series utilizan una fuente de alimentación (Vcc) con voltaje nominal de

5V.

6. ¿Cuántas y cuales son los tipos de configuración de salida de las compuertas TTL?

Las compuertas TTL tienes tres tipos de configuraciones de salida:

I. Salida de Colector Abierto.II. Salida de Poste Totémico.

III. Salida de Tres Estados

7. ¿Cuál es la característica de la compuerta con Salida de Tipo Totémico?

Las compuertas se caracterizan por tener una impedancia de salida determinada. Esta impedancia se compone de una resistencia más una capacitancia. La capacitancia se carga exponencialmente de bajo a alto según la constante de tiempo RC, cuando el transistor de salida pasa de bajo a alto.

8. ¿Cuál es la diferencia entre una compuerta de colector abierto y una de tipo totémico?

La diferencia radica en el transistor Q4 y el diodo D1

9. ¿Qué es la compuerta de Tres Estado TTL?

El circuito en estado Z se basa en bloquear los dos transistores de la salida Totem- Pole a la vez cuando se active la entrada de control

10. ¿Por qué TTL de bajo consumo se distingue de las demás familias?

Esta familia se distingue por su bajo consumo de potencia (L=LOW POWER). Ello se consigue aumentando significativamente los valores de las resistencias de polarización de los diferentes transistores, con lo que se disminuye la corriente que circula por el sistema y con ello la potencia disipada

11.¿Cuáles son los estados de salida de la compuerta de tres estados?

Un estado de bajo nivel (0). Un estado de alto nivel (1). Un estado de alta impedancia o estado flotante (Z).

12. ¿Dónde se presenta la compuerta de tres estados?

La compuerta de tres estados se presenta en las compuertas de tipo totémico que permiten la conexión alambrada de las salidas para formar un bus común.

13. ¿Qué proporciona el TTL Schottky (54S/74S) ?

Esta serie proporciona unos tiempos de conmutación menor, gracias a la incorporación de diodos Schottky que evitan que los transistores entren en saturación, disminuyendo el tiempo que tarda el transistor en entrar y salir de la conducción.

14.¿Qué son las Entradas Unidas y en qué consisten?

Es el método más común y consiste en conectar las entradas a una entrada que sí se use. Este método tiene el inconveniente que para las puertas excitadoras estas entradas suponen cargas adicionales, por lo que aumenta los requerimientos de consumo de las mismas.

15. ¿Cuáles son las características estáticas?

Entre las características estáticas se encuentran:

Función de transferencia. Características de entrada. Características de salida. Cargabilidad de salida (Fan-Out). Disipación de potencia.

16. ¿Qué es la característica dinámica?

La característica dinámica de una familia lógica es el comportamiento del dispositivo ante la conmutación.

17. ¿Cuáles son las características dinámicas más importantes?

Las características dinámicas más importantes son:

Retardo de propagación y frecuencia máxima de funcionamiento. Disipación de potencia en conmutación. (Familia CMOS).

18.¿Qué es la disipación de potencia en conmutación?

La disipación de potencia se da prácticamente en régimen de conmutación. La mayor disipación de potencia en régimen estático ocurre en la familia TTL.

19. Mediante un cuadro describa la Comparación entre las familias lógicas

20. ¿Qué es una entrada CMOS?

Una entrada CMOS es relativamente fácil de manejar a partir de una salida TTL cuando los dispositivos involucrados en la interface operan a partir de una misma fuente de + 5 V. Las características de corriente de salida de TTL son más que adecuadas para manejar entradas CMOS. Sólo deben hacerse compatibles los niveles de voltaje.

REGISTRO DE ASISTENCIA

N° APELLIDOS Y NOMBRES

1ESCOBAR PINARGOTE EDWIN ANDRES

2GILCES GILCES LUIS DAVID

3SANTANA ARTEAGA GEMA ELIZABETH

4 SORNOZA HENRIQUEZ JOSE ANTONIO

5 VELEPUCHA SANCHEZ MARIA ANGELICA

6 VERA GOMEZ DAMIAN SANTIAGO

7 ZAMBRANO MACIAS GABRIEL MOISES