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Rogelialol9 de Marzo de 2014
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Introducción
La elección de una familia lógica para un nuevo diseño con tecnologías que cambian rápidamente puede ser una tarea compleja. Hay muchas opciones, es fácil subestimar o sobreestimar una aplicación con capacidades inadecuadas o excesivas. Elegir la familia que se ajusta a sus necesidades puede ahorrar futuros dolores de cabeza. Lo primero es una revisión detallada de las hojas de datos de un distribuidor.
Comparación de las Familias
La siguiente Tabla compara algunas características de varias familias lógicas populares disponibles en el mercado actual. Las secciones siguientes entregan explicaciones breves de los distintos parámetros.
Parámetro Comercial Típico
(0°Ca +70°C)
Familias Lógicas
TTL
CMOS
ECL
LS
ALS
ABT
FAST
MG
HC
FACT
LVC
LCX
10H
100K
ECL
in
PS(3)
E-Lite
Velocidad
Retardo de Propagación por Compuerta (ns)
Taza de Cambio Flip-Flop (MHz)
Taza de Bordes de Salida (ns)
9
33
6
7
45
3
2.7
200
3
3
125
2
65
4
50
8
45
4
5
160
2
3.3
200
3.7
3.5
200
3.6
1
330
1
0.75
400
0.7
0.33
1,000
0.5
0.22
2800
0.25
Consumo de Potencia por Compuerta (mW)
En reposo
Activo (1 MHz)
5
5
1.2
1.2
0.005
1.0
12.5
12.5
0.0006
0.04
0.003
0.6
0.0001
0.6
0.003
0.8
1E-04
0.3
25
25
50
50
25
25
73
73
Voltaje de Alimentación (V)
+4.5
a
+5.5
+4.5
a
+5.5
+4.5
a
+5.5
+4.5
a
+5.5
+3
a
+18
+2
a
+6
+1.2
a
+3.6
+2
a
+3.6
+2
a
+6
-4.5
a
-5.5
-4.2
a
-4.8
-4.2
a
-5.5
-4.2
a
-5.5
Corriente de Salida (mA)
8
8
32/64
20
1
4
24
24
24
50 ohm
carga
50 ohm
carga
50 ohm
carga
50
ohm
carga
Tolerancia a 5V
Entradas
Salidass
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Si
No
Si
Si
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
Margen de Ruido CD (1)
Entrada Alta %
Entrada Baja %
22
10
22
10
22
10
22
10
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
27
31
41
30
28/41
31/31
33
33
Paquetes(4)
DIP
SO
LCC
SSOP
TSSOP
Si
Si
No
No
No
Si
Si
Si
Si
No
Si
Si
No
Si
No
Si
Si
Si
Si
No
Si
Si
No
No
Si
Si
Si
No
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Si
No
Si
No
Si
Si
No
Si
No
Si
Si
Si
No
Si
No
No
Si
No
No
No
No
No
No
Si
No
No
No
Si
No
No
No
Tipos de Elementos Funcionales
190
210
50
110
125
103
80
35
27(2)
64
44
48
40
Precio Relativo de 1-25 Compuertas
U.S. $
.90
1.00
1.60
1.00
.90
.90
1.50
1.80
1.80
2.00
10.00
28.00
32.00
(1)El margen de ruido típico es expresado como un porcentaje de la variación del voltaje de salida típico.
(2)Planes de Oferta de Motorola.
(3)ECLinPS disponible en versiones compatibles 10H y 100K.
(4)Un "Si" puede no incluir todos los elementos dentro de una familia.
Libros de Datos de los Fabricantes Referenciados:
Motorola, DL121, DL122, DL129, DL131, DL138, DL140, BR1339
Texas Instruments, SDAD001B
Phillips Semiconductor, IC23, IC24
National Semiconductor, F100K
Familias Lógicas
Si bien existen muchas familias tecnológicas disponibles, estas pueden ser divididas rigurosamente en tres grandes categorías: Lógica Transistor-Transistor (TTL), lógica de Semiconductor Complementario de Metal-Óxido (CMOS), y lógica de Emisor Acoplado (ECL). TTL y ECL son tecnologías bipolares que difieren en la técnicas de implementación, en tanto que CMOS (una tecnología MOS) difiere en la estructura y operación fundamental de los transistores.
TTL
La designación " bipolar" se refiere esencialmente al componente básico utilizado en la construcción de esta familia de circuitos integrados, el transistor bipolar. El uso de un transistor bipolar en el driver de salida y en el buffer de entrada de una función lógica, da lugar a una conexión directa Transistor-a-Transistor (TTL). Tecnologías más antiguas eran interconectadas mediante componentes pasivos como resistencias o diodos.
Desde el diseño TTL original, varias mejoras han sido empleadas para reducir la potencia e incrementar la velocidad. Común a estos ha sido el uso de diodos Schottky, los cuales, ironicamente no dan lugar a conexiones estrictamente TTL. Consecuentemente, los dos nombres, Schottky y TTL, son usados en combinación: LS (Schottky de Baja Potencia), ALS (Schottky Avanzado de Baja Potencia), y FASTTM (Schottky Avanzado) TTL.
La característica superior de los TTL comparado a CMOS, en el pasado, ha sido su rapidez relativamente alta y elevada corriente de salida; estas ventajas están disminuyendo rápidamente como se verá en la próxima sección. Una familia de elementos, ABT (Tecnología BiCMOS Avanzada), utiliza circuitería TTL en las entradas y salidas, y tecnología CMOS entre medio -- intentando combinar las ventajas de los bipoleares y de CMOS.
ttl1
CMOS
Los transistores de Efecto de Campo del tipo Semiconductor Complementario de Metal-Óxido(CMOS) difieren de los bipolares tanto en estructura como en operación. Las ventajas básicas de los CMOS son su baja disipación de potencia y pequeña geometría física. Los adelantos en el diseño y fabricación han originado elementos CMOS de igual velocidad y capacidad de corriente de salida que los TTL. Una vez más, las mejoras han resultado en la evolución de clasificaciones adicionales: MG (CMOS Compuerta de Metal), HC (CMOS Compuerta de Silicio de Alta Velocidad), y FACTTM (CMOS Avanzado).
La evolución más reciente en lógica CMOS ha sido la reducción del voltaje de alimentación sin sacrificar el desempeño. La nueva familia LCX es un producto de esta tendencia.
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