FAMILIAS LOGICAS, EL BOOM DE LA ELECTRONICA MINIATURA

Una familia lógica es el conjunto de circuitos integrados (CI) los cuales pueden ser interconectados entre si sin ningún tipo de Interface, es decir, una salida de un CI puede conectarse directamente a la entrada de otro CI de una misma familia. Se dice entonces que son compatibles. Las familias pueden clasificarse en bipolares y MOS. podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares: RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS, CMOS. Las tecnologías TTL (lógica transistor- transistor) y CMOS (metal oxido-semiconductor complementario) son los mas utilizadas en la fabricación de CI SSI (baja escala de integración) y MSI (media escala de integración).

VELOCIDAD DE OPERACIÓN Cuando se presenta un cambio de estado en la entrada de un dispositivo digital, debido a su circuitería interna, este se demora un cierto tiempo antes de dar una respuesta a la salida. A este tiempo se le denomina retardo de propagación. Este retardo puede ser distinto en la transición de alto a bajo (H-L) y de bajo a alto (L-H).
La familia TTL se caracteriza por su alta velocidad (bajo retardo de propagación) mientras que la familia CMOS es de baja velocidad, sin embargo la subfamilia de CI CMOS HC de alta velocidad reduce considerablemente los retardos de propagación.

CIRCUITOS INTEGRADOS TTL http://es.wikipedia.org/wiki/Categoría:Familias_Lógicas
Esta familia utiliza elementos que son comparables a los transistores bipolares diodos y resistores discretos, y es probablemente la mas utilizada. A raíz de las mejoras que se han realizado a los CI TTL, se han creado subfamilias las cuales podemos clasificarlas en:
TTL estándar.
TTL de baja potencia (L).
TTL Schottky de baja potencia (LS).
TTL Schottky (S).
TTL Schottky avanzada de baja potencia (ALS).
TTL Schottky avanzada (AS).

El rango de tensión de los TTL se encuenta de los +5V

VELOCIDADES DE LAS DISTINTAS FAMILIAS

Velocidad aproximada Subfamilia TTL

1.5 ns Schottky avanzada

3 ns Schottky
4 ns Schottky avanzada de baja potencia
10 ns Schottky de baja potencia
10 ns Estándar
33 ns Baja potencia

CONSUMO DE POTENCIA DE LAS SUBFAMILIAS TTL

Consumo de potencia por puerta Subfamilia TTL

1 mW Baja potencia
1 mW Schottky avanzada de baja potencia
2 mW Schottky de baja potencia
7 mW Schottky avanzada
10 mW Estándar
20 mW Schottky

CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS
Estos CI’s se caracterizan por su extremadamente bajo consumo de potencia, ya que se fabrican a partir de transistores MOSFET los cuales por su alta impedancia de entrada su consumo de potencia es mínimo. Estos CI se pueden clasificar en tres subfamilias

Estandar (4000), Serie 74C00 y Serie 74HC00; estas subfamilias tienen un rango de tension entre los 3 - 15 V, su consumo de potencia es de 10 mW y su velocidad es de 20 a 300 ns excepto en la familia 74HC00 que es de 8 - 12 ns.

En general, para ejecutar una determinada función es necesario conectar grandes cantidades de elementos lógicos en circuitos complejos. En algunos casos se utilizan microprocesadores para efectuar muchas de las funciones de conmutación y temporización de los elementos lógicos individuales. Los procesadores están específicamente programados con instrucciones individuales para ejecutar una determinada tarea o tareas. Una de las ventajas de los microprocesadores es que permiten realizar diferentes funciones lógicas, dependiendo de las instrucciones de programación almacenadas. La desventaja de los microprocesadores es que normalmente funcionan de manera secuencial, lo que podría resultar demasiado lento para algunas aplicaciones. En tales casos se emplean circuitos lógicos especialmente diseñados.

Las familias lógicas son de vital importancia para la electrónica digital ya que por medio del algebra de Boole se pueden obtener respuestas equivalentes a un voltaje que de acuerdo a la familia lógica tiene su velocidad de respuesta y consumo de potencia. En el campo de la aviación vemos como a través de la historia la modernización de los instrumentos de las aeronaves es de suma importancia y como la electrónica digital se apodera de estas innovaciones. Un claro ejemplo de cómo se esta logrando estos avances es el TCAS, instrumento que nos permite prevenir un colisión entre dos aeronaves en el aire.

Ejemplo gráfico de las familias logicas:

Interfaz TTL a CMOS utilizando un transistor