Caracteristicas Familias Logicas 4n4a5o

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Familias lógicas: CMOS Dispositivos con entrada Schmitt-Trigger VOUT Función de Transferencia 5.0 Símbolo de un inversor Schmitt-Trigger

0.0

VIN 2.1 2.9

5.0

Este tipo de dispositivos son más inmunes al ruido y son usadas ordinariamente para señales en líneas de transmisión.

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Familias lógicas: CMOS Dispositivos con salida Three-State Símbolo de una puerta NAND con Enable

A B Enable Salida Enable A

B

Puerta NOR

Enable A B

Z

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Familias lógicas: CMOS Dispositivos con salida Three-State Tabla de verdad A B Enable Salida Enable A

B

Puerta NOR

Enable 0 0 0 0 1 1 1 1

A 0 0 1 1 0 0 1 1

B 0 1 0 1 0 1 0 1

Salida Z Z Z Z 1 0 0 0

Z significa Alta Impedancia

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Familias lógicas: CMOS Salidas en colector abierto VDD

Símbolo de una puerta NAND con salida en colector abierto A B

Z

VOUT Tabla de verdad

A B Gnd NAND

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

Salida Abierta Abierta Abierta 0

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Familias lógicas: CMOS Salidas en colector abierto VDD

Para el funcionamiento de estas puertas debe conectarse una resistencia de pull-up VOUT

A Su valor máximo vendrá fijado por: I OLmax =VDD/R

B

pull-up

Gnd NAND

El valor de la resistencia que pongamos va a fijar: I OHmax=(VDD -VOHmin )/Rpull-up Rpull-up·Ccarga Þt pLH

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Familias lógicas: TTL Características diferenciadoras respecto a CMOS Los transistores usados son bipolares, esto implica: corrientes de entrada mucho mayores consumo de potencia en estática ¿mayor velocidad? Podemos apreciar en los niveles lógicos, que no son simétricos VDD

Niveles lógicos indicativos para puertas TTL

Nivel alto, 1

VOHmin (2.7V)

VIHmin (2.0V) VILmax (0.8V) Gnd

Nivel bajo, 0

VOLmax (0.5V)

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Compatibilidad entre CMOS y TTL -Hay una diferencia apreciable entre los niveles lógicos de ambos tipos de dispositivos. -Cuando cargamos una puerta CMOS con una TTL estamos exigiendo mayor corriente y por lo tanto los niveles lógicos de salida disminuyen -Las características que ofrecen los fabricantes, tanto para IOLmax y IOHmax como para VOLmax y VOHmin dependen del tipo de puerta con que estemos cargando. Ejemplo: Familia HC con VDD=5.0V Carga CMOS

Carga TTL

IOLmaxC VOLmaxC IOHmaxC VOHminC

4 mA 0.33 V -4 mA 4.3 V

0.02 mA 0.1 V -0.02 mA 4.9 V

IOLmaxT VOLmaxT IOHmaxT VOHminT

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Compatibilidad entre CMOS y TTL VDD

Nivel alto, 1

TTL

VOHmin (2.7V)

VIHmin (2.0V) VILmax (0.8V)

Nivel bajo, 0

VOLmax (0.5V)

Nivel alto, 1

VOHmin(4.3V)

Gnd VDD

CMOS

VIHmin(3.5V)

VILmax(1.5V) Gnd

Nivel bajo, 0

VOLmax(0.33V)

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Compatibilidad entre CMOS y TTL Familias CMOS actuales 4000 Son las primeras pero están en desuso, iten gran rango de alimentaciones y son muy robustas pero muy lentas. HC y HCT Las siglas significan High-speed CMOS y High-speed CMOS TTL-compatible AC y ACT Son mucho más rápidas que las anteriores y eliminan el problema de la poca cantidad de corriente a la salida que eran capaces de suministrar HC y HCT sus siglas significan Advanced CMOS y Advanced CMOS TTL-compatible La única diferencia de los dispositivos TTL compatibles con los que no lo son radica en los niveles lógicos a la entrada.

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Compatibilidad entre CMOS y TTL Familias CMOS actuales FCT y FCT-T Salió a principios de esta década reduce el consumo de potencia y disminuye los retardos. Ambas son TTL compatibles, la diferencia radica en que la segunda reduce el nivel de salida a nivel alto (como las TTL), reduciendo así más el consumo de potencia. Importante FCT, FCT-T

Prestaciones AC, ACT HC, HCT

- Velocidad ↑ - Consumo ↓

Precio ↑

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Compatibilidad entre CMOS y TTL Familias TTL actuales S

Shottky TTL

LS

Low-power Shottky TTL

AS

Advanced Shottky TTL

ALS

Advanced Low-power Shottky TTL

F

Fast TTL

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Compatibilidad entre CMOS y TTL Salidas

Entradas 5.0V

HC, HCT 3.98

Nivel alto

AC, ACT 3.94 3.15 HC, AC

VOHmin

Margen de ruido V ILmax a nivel alto LS, S , ALS, AS 2.7

Zona no válida V

OLmax

LS, S , ALS, AS 0.5 AC, ACT 0.37 HC, HCT 0.33

2.0 LS, S, ALS, AS, HCT, ACT 1.35 HC, AC 0.8 LS, S, ALS, AS, HCT, ACT

Nivel bajo

Margen de ruido a nivel bajo

VIHmin

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Familias lógicas: ECL Produce diferencias de tensión pequeñas, menores de 1 voltio, entre los niveles alto y bajo. Sus niveles de alimentación son 0V y entre -4.5 y -5.2V VIHmax -0.810 VIHmin -1.105 VILmax -1.475 VILmin -1.850

-0.810 VOHmax -0.980 VOHmin -1.630 VOLmax -1.850 VOLmin

Las potencias consumidas son altas >20mW por puerta Los retardos y tiempos de transición son muy bajos ≈ 1ns

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Familias lógicas: Generalidades Modelo de caja negra: Los parámetros descritos anteriormente van a ser útiles para cualquier familia lógica, no necesitamos saber como está estructurado internamente un dispositivo sino cuales son sus parámetros de funcionamiento. Alimentación VIHmin VILmax IIHmax IILmax CINtyp

VOHmin VOLmax IOLmax IOHmax

. ..

tPLH tPHL

Fanout

Entradas

Salidas Alimentación