TTL y CMOS: Comparativa y Funcionamiento de Circuitos

TTL y CMOS

Hay que tener en cuenta los márgenes de entrada y salida, tensiones e intensidades de las puertas.

VIH: Tensión mínima para nivel alto. VIL: Tensión entrada máxima a nivel bajo. OH: Tensión mínima de salida a nivel alto. VOL: Máxima tensión de salida a nivel bajo.

Dibujo

Corriente: IiL: Corriente entrada a nivel bajo. IiH: Corriente entrada a nivel alto. IoL: Corriente salida a nivel bajo. IoH: Corriente salida a nivel alto.

Fan In y Fan Out: Indica cuántas puertas se pueden conectar a una entrada. El Fan In solo admite una salida, el Fan Out admite varias entradas (TTL: 10 entradas y CMOS: 25 entradas).

Tiempo de subida y bajada: Del 10% al 90% es el tiempo de subida. El tiempo de propagación es el que transcurre desde que se aplica un valor en la entrada hasta que aparece su respuesta en la salida.

Se utilizan puertas NAND para los tiempos de propagación.

Margen de Ruido: Margen de ruido alto (posibilita el 1) y margen de ruido bajo (posibilita el 0). Todos los integrados llevan un pequeño condensador llamado de desacoplo, para evitar el ruido eléctrico, que va entre positivo y negativo, eliminando el ruido eléctrico de las señales digitales.

Dibujo

En TTL, se utiliza tecnología de transistores bipolares. Utilizan transistores con varios emisores. Los que son con salida del colector abierto, quiere decir que el colector del transistor no tiene carga ninguna. No se le puede poner a cualquier integrado, hay que ponerle una carga externa, como una resistencia de 1K.

El TOTEM-POLE tiene carga adentro, es decir, la salida la puede conectar a una entrada sin problemas. En los TTL, si no hay una entrada conectada, se pone a nivel alto. Se recomienda ponerla a 0 ó 1, si no tiene mucho tiempo de incertidumbre. Si se pone a nivel alto, con resistencia de 1K, se pone a nivel alto directamente; si se pone a + directamente, puede estropearla.

CMOS: Utiliza transistores de efecto campo (FET). Una evolución de los FET son los MOST FET.

Dibujo

La gran corriente que lo atraviesa es controlada por una pequeña tensión en la puerta. Los CMOS son circuitos de bajo consumo, que es su característica principal, aunque en su defecto son más lentos. Su tensión suele estar entre 3V y 18V. Su familia característica es la 40XX; también hay algunos 45XX y en la serie 74XX que suelen ser TTL, pero hay 74XXC que son CMOS, es muy importante que tenga la C.

Comparación entre TTL y CMOS

Lo que vale para una familia no sirve para la otra. La familia TTL es más rápida, consume más, la relación señal/ruido es menor, la densidad de integración es menor y tiene fan out menores que la familia CMOS.

Codificadores sin Prioridad

Solo una de las entradas va a estar activa a la vez. Si se diera el caso de que se activaran más de una entrada, a la salida tendríamos un código erróneo.

Codificadores con Prioridad

Sí pueden activarse varias entradas a la vez, sin que nos falsee el resultado. Si se diera este caso, el codificador seleccionaría siempre la de mayor peso.

En codificadores, mirar los pesos, de mayor a menor. Pesos 110 ?= 6 en decimal.

Decodificadores

Actúan de forma inversa al codificador, es decir, por las entradas recibirán información codificada en binario y se activará una única salida.

Decodificadores No Excitadores

Son aquellos circuitos en los que a su salida se obtiene una corriente muy pequeña, por tanto, solo se puede conectar a otros circuitos de la misma familia.

Decodificadores Excitadores

Son capaces de suministrar más corriente a su salida, lo que les permite atacar a otros circuitos y dispositivos como displays, relés, etc.

Decodificador BCD-7SEG

Estos pueden activar varias salidas al mismo tiempo y son capaces de proporcionar o absorber más corriente para excitar unidades de presentación virtual.

Display 7SEG

Están formados por segmentos que se identifican con letras. Cada segmento está formado por un LED que absorbe una corriente aproximada de 10 mA y una tensión de 1,6V.

• Display Ánodo Común: El ánodo de todos los LEDs está unido a un terminal común, y el cátodo de cada LED va unido a una salida del decodificador activo a nivel bajo. La unión se realiza a través de una resistencia limitando la corriente a 10 mA y la tensión a 1,6V. Solo se iluminarán los activos a nivel bajo.
• Display Cátodo Común: El cátodo de los LEDs está unido a un terminal común, y los ánodos a la salida del decodificador activo a nivel alto. Entre el display y el decodificador se conecta una resistencia limitadora; solo se iluminarán los activos a nivel alto.