Tecnología TTLTTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor". Es una familia lógica o lo que es lo mismo, una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares.

Contenido

1 Características 2 Reseña Historica 3 Familias TTL 4 Versiones 5 Tecnología 6 Aplicaciones 7 Véase también 8 Enlaces externos

Características

Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75v y los 5,25V (como se ve un rango muy estrecho).

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).

La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz.

Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).

TTL trabaja normalmente con 5V.

Reseña Historica

Aunque la tecnología TTL tiene su origen en los estudios de Sylvania, fue Signetics la compañía que la popularizó por su mayor velocidad e inmunidad al ruido que su predecesora DTL, ofrecida por Fairchild Semiconductor y Texas Instruments, principalmente. Texas Instruments inmediatamente pasó a fabricar TTL,con su familia 74xx que se convertiría en un estándar de la industria .

Familias TTL

Los circuitos de tecnología TTL se prefijan normalmente con el número 74 (54 en las series militares e industriales). A continuación un código de una o varias cifras que representa la familia y posteriormente uno de 2 a 4 con el modelo del circuito.

Con respecto a las familias cabe distinguir:

TTL : Serie estándar TTL-L (low power) : Serie de bajo consumo TTL-S (schottky) : Serie rápida (usa diodos Schottky) TTL-AS (advanced schottky) : Versión mejorada de la serie anterior TTL-LS (low power schottky) : Combinación de las tecnologías L y S (es la familia

más extendida) TTL-ALS (advanced low power schottky) : Versión mejorada de la serie AS TTL-F (FAST : fairchild advanced schottky) TTL-AF (advanced FAST) : Versión mejorada de la serie F TTL-HCT (high speed C-MOS) : Serie HC dotada de niveles lógicos compatibles

con TTL TTL-G (GHz C-MOS) : GHz ( From PotatoSemi)

Versiones

A la familia inicial 7400, o 74N, pronto se añadió una versión más lenta pero de bajo consumo, la 74L y su contrapartida rápida, la 74H, que tenía la base de los transistores dopada con oro para producir centros de recombinación y disminuir la vida media de los portadores minoritarios en la base. Pero el problema de la velocidad proviene de que es una familia saturada, es decir, los transistores pasan de corte a saturación. Pero un transistor saturado contiene un exceso de carga en su base que hay que eliminar antes de que comience a cortarse, prolongando su tiempo de respuesta. El estado de saturación se caracteriza por tener el colector a menos tensión que la base. Entonces un diodo entre base y colector, desvía el exceso de corriente impidiendo la introducción de un exceso de cargas en la base. Por su baja tensión directa se utilizan diodos de barrera Schottky. Así se tienen las familias 74S y 74LS, Schottky y Schottky de baja potencia. Las 74S y 74LS desplazaron por completo las 74L y 74H, debido a su mejor producto retardo·consumo. Mejoras en el proceso de fabricación condujeron a la reducción del tamaño de los transistores que permitió el desarrollo de tres familias nuevas: 74F (FAST: Fairchild Advanced Schottky Technology) de Fairchild y 74AS (Advanced Schottky) y 74ALS (Advanced Low Power Schottky) de Texas Instruments. Posteriormente, National Semiconductor redefinió la 74F para el caso de búferes e interfaces, pasando a ser 74F(r).

Puerta NAND en tecnología TTL estándar (N).

Tecnología

La tecnología TTL se caracteriza por tener tres etapas, siendo la primera la que le nombra:

Etapa de entrada por emisor. Se utiliza un transistor multiemisor en lugar de la matriz de diodos de DTL.

Separador de fase. Es un transistor conectado en emisor común que produce en su colector y emisor señales en contrafase.

Driver. Está formada por varios transistores, separados en dos grupos. El primero va conectado al emisor del separador de fase y drenan la corriente para producir el nivel bajo a la salida. El segundo grupo va conectado al colector del divisor de fase y produce el nivel alto.

Esta configuración general varía ligeramente entre dispositivos de cada familia, principalmente la etapa de salida, que depende de si son búferes o no y si son de colector abierto, tres estados (ThreeState), etc. Mayores variaciones se encuentran entre las distintas familias: 74N, 74L y 74H difieren principalmente en el valor de las resistencias de polarización, pero la mayoría de los 74LS (y no 74S) carecen del transistor multiemisor característico de TTL. En su lugar llevan una matríz de diodos Schottky (como DTL). Esto les permite aceptar un margen más amplio de tensiones de entrada, hasta 15V en algunos dispositivos, para facilitar su interface con CMOS. También es bastante común, en circuitos conectados a buses, colocar un transistor pnp a la entrada de cada línea, para disminuir la corriente de entrada y así cargar menos el bus. Existen dispositivos de interface que integran impedancias de adaptación al bus para disminuir la reflexiones u aumentar la velocidad.

Circuitos integrados digitales TTL (introducción)Circuitos TTL

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TTL - Viene de las iniciales: Transistor - Transistor - Logic ó Lógica Transistor Transistor.

La familia de los circuitos integrados digitales TTL tienen las siguientes características:

- El voltaje de alimentación es de + 5 Voltios, con Vmín = 4.75 Voltios y Vmáx = 5.25 Voltios.

Por encima del voltaje máximo el circuito integrado se puede dañar y por debajo del voltaje mínimo el circuito integrado no funcionaría adecuadamente.

- Su realización (fabricación) es con transistores bipolares multiemisores, como se obserba en el gráfico más abajo.

¿Cómo funciona un circuito integrado TTL?

1 - Si E1 o E2 están a un nivel de voltaje de 0 voltios, entonces el transistor conduce, y Z = 0 Voltios

2 - Si E1 y E2 están a un nivel de voltaje de 5 voltios, entonces el transistor no conduce, y Z = 5 Voltios

El inversor quedaría como se muestra en la figura de la izquierda. A la derecha ejemplo del patillaje de un circuito integrado TTL

La serie de circuitos integrados TTL es la base de la tecnología digital. Siendo la compuerta NAND el circuitos base de la serie 74 XX

Es importante tomar en cuenta que para su funcionamiento, la carga de entrada.

- Con la señal de entrada en nivel bajo (LOW = 0), la entrada de la compuerta entrega corriente a la fuente de señal de aproximadamente 10 mA (miliamperio)

- Con la señal de entrada en nivel alto (HIGH = 1), la entrada de la compuerta pide a la fuente de la señal de entrada una corriente de aproximadamente de uA (microamperios)

- La entrada no conectada actúa como una señal de nivel alto (HIGH)

La carga mayor ocurre cuando la señal de entrada es de nivel bajo (LOW). En este momento el transistor de salida tiene que aguantar mayor corriente.

Generalmente los transistores de esta serie aguantan hasta 100 mA (miliamperios). Entonces solo se pueden conectar 10 entradas en paralelo (FAN IN = 10)

Notas:- Las señales de entrada nunca deben de ser mayores que el voltaje de alimentación ni inferiores al nivel de tierra.- Si alguna entrada debe estar siempre en un nivel alto, conectarla a Vcc (voltaje de alimentación).- Si alguna entrada debe estar siempre en un nivel bajo, conectarla a tierra- Si hay entradas no utilizadas, en compuertas NAND, OR, AND, conectarlas a una entrada que si se esté utilizando.- Es mejor que las salidas no utilizadas de un compuertas estén a nivel alto pues así consumen menos corriente.- Evitar los cables largos dentro de los circuitos.- Utilizar por lo menos un capacitor de desacople (0.01 uF a 0.1 uF) por cada 5 o 10 paquetes de compuertas, uno por cada 2 a 5 contadores y registros y uno por cada monostable.

Estos capacitores de desacople eliminan los picos de voltaje de la fuente de alimentación que aparecen cuando hay un cambio de estado en una salida TTL / LS. (de alto a bajo y viceversa)

Estos capacitores deben tener terminales lo más cortos posible y conectarse entre Vcc y tierra, lo mas cerca posible al circuito integrado.

Cicuito integrado AND TTL 7411

 

Cuadro de propiedades Norma CEI CápsulaCicuito Integrado:

Operador:Tecnología:

Puertas:Entradas:Cápsula:

Comentario:

7411, 74LS11, 74S11ANDTTL33 por puertaDIP 14 pinsX

Características técnicas:

Parámetro 7411 74LS11 74S11 UNIDAD

Tensión de alimentación Vcc 5 ±0.25 5±0.25 5±0.25 V

Tensión de entrada nivel alto VIH 2.0 a 5.5 2.0 a 7.0 2.0 a 5.5 V

Tensión de entrada nivel bajo VIL -0.5 a 0.8 -0.5 a 0.8 -0.5 a 0.8 V

Tensión de salida nivel alto VOH

condiciones de funcionamiento:V CC = 4.75, VIH = 2.0, VIL = 0.8

2.4 a 3.4 2.7 a 3.4 2.7 a 3.4 V

Tensión de salida nivel bajo VOL

condiciones de funcionamiento:V CC = 4.75, VIH = 2.0

0.2 a 0.4 0.35 a 0.5 máx 0.5 V

Corriente de salida nivel alto IOH máx -0.4 máx -0.4 máx -1 mA

Corriente de salida nivel alto IOL máx 16 máx 8 máx 20 mA

Tiempo de propagación 10.0 9.0 5.0 ns

 

Entradas Salida Tabla veritativa

A B C Y La tabla veritartiva se llama de verdad y tabla de combinaciones. Expresa los valores de una

expresión lógica para las diferentes combinaciones de los valores de las variables que figuran en la

L L L L

L L H L

L H L L

expresión.

L H H L

H L L L

H L H L

H H L L

H H H H

TTL, acrónimo Inglés de Transistor-Transistor Logic o "Lógica Transistor a Transistor". Tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales, en los que los elementos de entrada de la red lógica son transistores, así como los elementos de salida del dispositivo. Las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL, condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de caracteristicas según el fabricante: Su tensión de alimentación caracteristica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H. La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor baza, ciertamente esta caracteristica le hacer aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz.

La electrónica digital de alta velocidad actual se encuentra dominada por dos tecnologías fundamentales : una basada en la lógica transistor-transistor (TTL) y la otra en la lógica MOSFET complementario (CMOS).

En electrónica digital, los dos posibles estados binarios se representan mediante tensiones y se conoce como tecnología TTL. Esta particularidad presenta una gran diferencia entre los sistemas digitales y los analógicos. En los digitales, el valor exacto de la tensión no es importante; por ejemplo, una tensión de 3,6 V tiene el mismo significado que una tensión de 4,5 V. En los sistemas analógicos, el valor exacto es muy importante. Eso implica que los sistemas digitales son más inmunes al ruido; es decir, que una variación de la tensión, dentro del rango permitido, no es importante.

Operador:

Y, se denomina operador AND, operador intersección, operador conjunción, la salida está en estado 1 si, y solamente si, todas las entradas están en estado 1.

Denominación de RAE de Acrónimo  

Nota:

Las fuentes utilizadas como apoyo para la creación de esta página han sido: La enciclopedia Libre Wikipedia y la enciclopedia Lexis 22, y según bibliografia.