Famílias Lógicas

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
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•
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
TTL
CMOS