Familia TTL estándar. Comprende los dispositivos identificados como 74xx, por ejemplo 7402 o 74157. Se caracteriza por su alta al ta velocidad de operación (típicamente por encima de 20MHz) y su alto consumo de potencia (1 a 25 mW por compuerta). En la figura 2 se muestra la estructura básica de una compuerta TTL estándar. Con ligeras modificaciones, esta configuración se mantiene para las otras familias TTL. TTL de baja potencia (L). (L ). Comprende los dispositivos identificados en forma genérica como 74Lxx, por ejemplo 74L04 o 74L574. Consume 10 veces menos potencia que TTL estándar pero es 4 veces más lenta. Esto se debe a que utiliza resistencias de valores relativamente altos. Por ejemplo, algunas resistencias de 4kohms y 1.6kohms de la configuración estándar son sustituidas por resistencias de 40kohms y 20k, respectivamente. TTL de alta velocidad (H). Comprende los dispositivos identificados como 7 4Hxx, por ejemplo 74H08 o 74H368. Consume 2.5 veces más potencia que TTL estándar pero es 2 veces más rápida. Esto se debe a que utiliza resistencias de valores relativamente bajos. Por ejemplo, algunas resistencias de 4kohms y 1.6kohms de la configuración estándar son sustituidas por resistencias de 2.8k ohms y 760 ohms, respectivamente. TTL Schottky. Comprende los dispositivos identificados como 74Sxx, por ejemplo 74S30 o 74S244. Consume 1.8 veces más potencia que TTL estándar pero es 4 veces más rápida. Esto se debe a que utiliza diodos Schottky entre la base y el colector de cada transistor, constituyendo lo que se denomina un transistor Schottky, figura 3. Estos últimos trabajan como interruptores no saturados y pueden cambiar rápidamente de un estado a otro. En la figura 4 se muestra la estructura típica de una compuerta TTL-S.
TTL Schottky de baja potencia. Comprende los dispositivos designados como 74LSxx, por ejemplo 74LS51 o 74LS373. Consume 5 veces menos potencia que TTL estándar y es igual de rápida. Esto se debe a que utiliza transistores Schottky no saturados y valores de resistencia relativamente altos comparados con la serie 7 4S. Es la subfamilia TTL más utilizada. En la figura 5 se muestra la estructura típica de una compuerta TTL-LS. TTL Schottky avanzada. Comprende los dispositivos designados como 74ASxx, por ejemplo 74AS157 o 74AS240. Proporciona las más altas velocidades que el estado actual de la tecnología bipolar puede ofrecer (más de 600 MHz) y su consumo es intermedio entre TTL estándar y TTL-LS (menos de 7mW por compuerta).
TTL Schottky avanzada de baja potencia. Comprende los dispositivos designados en forma genérica como 74ALSxx, por ejemplo, 74ALS86 o 74ALS574. Consume la mitad de potencia de TTL LS y es dos veces más rápida. Una compuerta 74ALS tiene típicamente una disipación de potencia del orden de 1mW y un tiempo de propagación del orden de 4 ns. Además de sus características de velocidad y potencia, las subfamilias TTL anteriores se diferencian también por sus características de carga, es decir la corriente que demanda una entrada de la fuente de señal y la corriente que puede entregar una salida al circuito de carga. Estas características, denominadas respectivamente abanico de entrada(fan-in) y abanico de salida (fan-out), determinan el número máximo de entradas de una misma subfamilia que pueden ser conectados a una salida de la misma u otra subfamilia. Una entrada TTL estándar, por ejemplo, se comporta como una fuente de corriente de 1.8mA. A este valor se le asigna un fan-in de 1. Una salida TTL estándar, por su parte, se comporta como una fuente de voltaje con una capacidad de corriente máxima de 18mA. Esto implica que puede impulsar hasta 10 entradas TTL del mismo tipo. En otras
palabras, tiene un fan out de 10. En la tabla 1 se relacionan las características de carga típicas de otras subfamilias TTL comunes.
Características de la lógica CMOS: • Disipación de baja potencia: La disipación de potencia depende de la potencia de la fuente de poder, su frecuencia, carga en la salida y el tiempo de arranque. A 1 MHz y a 50pF de carga, la disipación de potencia es típicamente 10nW por compuerta. • Retrasos de propagación corta: Depende de la fuente de poder, los retrasos de propagación son usualmente de 25 ns a 50 ns. • Tiempos de subida y bajada controlados: Los flancos de subida y de bajada son usualmente denominados como rampas en lugar de funciones de escalón, y tardan entre 20% – 40% más que los retrasos de propagación. • La inmunidad al ruido ronda el 50% o 45% de la oscilación lógica. • Niveles lógicos serán esencialmente iguales a la fuente de poder, esto debido a la alta impedancia de entrada. • Nivel de tensión desde 0 a VDD donde VDD es la fuente de tensión. Un nivel bajo es cualquier valor entre 0 y 1/3 de VDD mientras que un nivel alto se representa como cualquier valor entre 2/3 VDD y VDD. Características de la lógica TTL: • 10 mW de disipación de potencia por compuerta. • Retrasos de propagación son de 10ns al tratar con 15 pF/400 Ω de carga. • El rango de tensión está entre 0 y Vcc donde Vcc es usualmente 4.75V – 5.25V. Un nivel bajo es representado por niveles de tensión entre 0V – 0.8V, mientras que un nivel alto se representa por niveles de tensión entre 2V – Vcc. CMOS comparado con TTL: • Los componentes CMOS son usualmente más caros que los equivalentes en TTL. Sin embargo, la tecnología CMOS es más barata a nivel de sistema, esto debido a los chips que poseen un menor tamaño además que requieren menos regulación. • Los circuitos CMOS no drenan tanta potencia como los TTL en los períodos de inactividad. Sin embargo, el consumo de potencia de los CMOS se incrementa más rápidamente que los TTL al aumentar la velocidad del reloj. Un menor consumo de corriente requiere menor distribución de la fuente de alimentación, teniendo como producto un diseño más sencillo y barato. • Debido a que los tiempos de subida y bajada son mayores, la transmisión de las señales digitales resulta más sencilla y barata con los chips CMOS. • Los componentes CMOS son más susceptibles a daños por descargas electrostáticas con respecto a los componentes TTL. n este ensayo hablaremos sobre el tema de comparación de las características TTL Y CMOS que como sabemos son de la familias lógicas, lo que es mismo también una tecnología de construcciones circuitos electrónicos digitales. Ahora bien hablaremos sobre la familia TTL TTL: significa lógica transistor a transistor Algunas de sus características son: Su alimentación de 5v con un voltaje mínimo de 4.75 y un voltaje máximo de 5.25 por debajo del voltaje mínimo el componente puede dañar. Y 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). Las señales de salida TTL se degradan rápidamente no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión.. (No pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas). A continuación hablaremos sobre la familia CMOS.
CMOS: significa semiconductor complemento rio de óxidometálico. Algunas de sus características son: Generan un menos consumó de potencia Tienen másinmunidad al sonido (ruido de radio de frecuencia) Tienen mayor rango de suministro de energía, permitiendo entradas de voltajes de hasta 35v. Otra de las características importantes de los circuitos CMOS es que son regenerativos, una señal degradada que acometa una puerta lógica CMOS será restaurada a su valor lógico inicial 0 o1 siempre y cuando este dentro de los márgenes de ruido que el circuito pueda tolerar.
