Ing. Ricardo Cajo Daz

Electrnica Digital

Familias Lgicas

Objetivos

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Al finalizar esta sesin el estudiante ser capaz de

conocer:

Tipos de familias lgicas: TTL - CMOS.

Niveles de voltajes.

Encapsulados.

Familias Lgicas de Circuitos Integrados

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El uso de circuitos integrados para aplicaciones digitales es

prcticamente obligatorio para circuitos desde pequea y

mediana escala de integracin (SSI, MSI).

Entre sus ventajas estn el bajo consumo de potencia y la

ausencia de errores de interconexin.

Las diversas familias difieren en los componentes principales

que se usan en su circuitera:

-TTL y ECL (transistores bipolares)

- PMOS, NMOS Y CMOS (transistores unipolares MOSFET)

Terminologa de Circuitos Integrados

Digitales

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Parmetros de corriente y voltaje:

VIH(min) voltaje de entrada de nivel alto

VIL(max) voltaje de entrada de nivel bajo

VOH(min) voltaje de salida de nivel alto

VOL(max) voltaje de salida de nivel bajo

IIH corriente de entrada de nivel alto

IIL corriente de entrada de nivel bajo

IOH corriente de salida de nivel alto

IOL corriente de salida de nivel bajo

Retardo de Propagacin

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tPLH retardo en la respuesta de salida cuando pasa de bajo a alto.

tPHL retardo en la respuesta de salida cuando pasa de alto a bajo.

Los tiempos de retardo se miden al 50% de la seal y generalmente no

tienen el mismo valor. Se emplean como medida relativa de la velocidad

del circuito.

Abanico de salida (factor de carga)

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Se define como el nmero mximo de entradas lgicas que

una salida puede manejar.

Requisitos de Potencia

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Cada CI requiere una cierta cantidad de potencia

suministrada por uno o mas voltajes de alimentacin

conectados al pin o pines de potencia del chip.

P = Vcc x Icc

Icc(prom) = (Icch + Iccl) / 2

Pd(prom) = Icc(prom) x Vcc

Icch : corriente cuando todas las salidas son altas

Iccl : corriente cuando todas las salidas son bajas

Icc(prom) : corriente promedio entre los 2 estados

Pd(prom) : potencia disipada promedio.

P : potencia real

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Producto velocidad-potencia Es un medio comn para medir y comparar el desempeo global de

potencia. Se obtiene multiplicando el retardo de propagacin de la

compuerta por la disipacin de la misma.

Inmunidad al ruido Es la habilidad de un circuito para tolerar ruido sin cambios espurios en el

voltaje de salida

Una medida cuantitativa de la inmunidad del ruido se llama margen de

ruido

Vnh = Voh(min) Vih(min)

Vnl = Vil(mx) Vol(mx)

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Niveles de voltajes invlidos

Es importante conocer los intervalos de voltaje

vlidos para la familia lgica que se est trabajando.

Los voltajes invlidos son causados por una salida

defectuosa debido al abanico de salida o por una fuente

de alimentacin que est fuera del rango aceptable.

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Accin de suministro de corriente y de

consumo de corriente

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Encapsulados de CI

Existen varios tipos de encapsulados que difieren en su

tamao fsico, las condiciones medio ambientales y de

consumo de potencia bajo.

El encapsulado ms usado es el doble en lnea DIP, tiene una

muesca en un extremo para diferenciar el pin 1, el

espaciamiento entre pines por lo comn es de 100 mils ( un

mil es un milsimo de pulgada)

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Encapsulados de CI

En los nuevos mtodos de manufactura se emplea la

tecnologa de montaje de superficie, en la cual se coloca

un CI en cojinetes conductoras en la superficie de la tarjeta.

Otro encapsulado muy popular es el PLCC, tiene

terminales en forma de J en los cuatro lados del chip y rotan

debajo del CI.

Hay otros encapsulados como QFP y TQFP, tienen pines en

los cuatro lados de montaje de superficie.

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Quad-Flat-J-Leg Chipcarrier (QFJ)

Encapsulados PLCC pueden ser cuadrados o rectangulares.

Nmero de pines oscila entre 20 y 84, espaciado de pines de 1,27 mm (0,05 pulgadas).

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PQFP(plastic quad flat pack) o encapsulado cuadrado plano, es un encapsulado para montaje superficial (mount

surface).

Utiliza habitualmente de 44 a 200 pines, separacin entre ellos de 0,4 a 1 mm.

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PGA(pin grid array).

Particularmente usado en microprocesadores. Ej.: Intel 80386 y el Intel 80486. Hay nuevos tipos de empaquetado BGA (ball grid array).

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Encapsulados de CI