O documento descreve as principais famílias lógicas utilizadas em circuitos integrados, incluindo TTL, MOS e BICMOS. A família TTL é baseada em transistores, enquanto a CMOS utiliza transistores de óxido metálico complementares, proporcionando menor consumo de energia. Cada família possui características como níveis lógicos, correntes de entrada e saída e atraso de propagação que devem ser consideradas em projetos digitais.

1. Famílias Lógicas

2. O que é uma família lógica ?
 A família lógica leva o nome da “tecnologia
+ arranjo de componentes” principais
envolvidos na fabricação dos circuitos
integrados.
Exemplo : TTL ( Transistor-Transistor Logic)

3. Porta NAND da Familia TTL

4. Níveis Lógicos Familia TTL

5. Níveis Lógicos Familia TTL

6. Principais Famílias Lógicas
 TTL – Transistor –Transistor Logic
 MOS – MOSFET Logic
 BICMOS – MOSFET + Bipolar
Transistor Logic

7. Família TTL
 Padrão: Lógica Transistor-Transistor
 Sub Família
• L: Lógica TT de baixa potência
• S: Lógica Schottky
• LS: Lógica Schottky de baixa potência
• AS: Lógica Schottky avançada
• ALS: Lógica Schottky avançada de Baixa
Potência

8. Subcategorias das Famílias
Lógicas

9. Família CMOS
 Semicondutor de Óxido-Metal Complementar
 Reduzido consumo de corrente (baixa potência);
 Alta imunidade a ruídos;
 Faixa de alimentação que se estende de 3V a 15V ou
18V dependendo do modelo
 Processo de fabricação do CMOS mais simples que
do TTL
 Densidade de integração maior que os TTL
 Mais lentos do que os TTL
 Podem ser facilmente danificados por eletricidade
estática

10. Correntes nas entradas e
saídas
 IIH – Corrente entrada Nivel 1 (I que entra)
 IIL – Corrente entrada Nivel 0 (I que sai)
 IOH – Corrente saída Nivel 1 (I fornecido)
 IOL – Corrente saída Nivel 0 (I absorvido)
 ICC – Corrente requerida pelo CI ( Consumo)
 ICCH – Consumo quando todas saídas em nivel 1
 ICCL – Consumo quando todas saídas em nivel 0
 ICCmédiaL – (ICCH+ICCL)/2
 IOS – Corrente de saída de curto com Terra.

11. TTL tipo padrão
 IIH máx = 40 uA, IIL máx = -1,6 mA
 IOH máx = -400 uA, IOL máx = 16 mA
 Um circuito pode fornecer em uma saída
igual a nível 1, uma corrente de 400uA (
igual a 10 entradas de 40uA)
 Idem para corrente de entrada.

12. Interfaceamento
 Como nem todas as famílias lógicas
trabalham com valores iguais de corrente e
tensão, não podemos misturar em um
projeto famílias lógicas diferentes sem
promover um correto interfaceamento entre
os CI’s.

13. Potência Dissipada
 É o produto da Icc média vezes a Vcc.
 É importante para cálculo da fonte de
alimentação, pois maior potência requer
maior gasto com fonte de alimentação.
 CI´s TTL tem seu consumo independente da
frequência de operação, enquanto os CMOS
têm seu consumo variando aproximadamente
de modo linear com sua frequência de
operação

14. Imunidade a Ruído
 Ruído – corresponde a uma perturbação
aleatória que pode provocar uma mudança
nos níveis lógicos (temporários ou não)
causando funcionamento incorreto do
circuito.
 Define-se como imunidade a ruído, um
valor de tensão positivo ou negativo que
pode ser somado ao sinal de saída do
estágio anterior sem provocar alteração em
nível lógico do estágio seguinte.

15. Imunidade a Ruído

16. Fan - Out
 Uma saída de porta lógica pode comandar
mais de uma entrada de portas lógicas,
contudo isso tem um limite, denominado de
fan-out. Trata-se da divisão da corrente de
saída da porta acionadora pela corrente de
entrada da porta acionada.

17. Fan - Out

18. Atraso de propagação
 Um sinal colocado na entrada de um
circuito digital sofre um atraso de
propagação (delay)
 Quando menor o atraso de propagação
mais rápido e oneroso é o projeto, então
deve ser levado em conta em algumas
aplicações.

19. Atraso de propagação

20. Complexidade
 Classificado de acordo com o número de
transistores (portas lógicas) internos.
 Pequena escala de integração = até 10
 Média escala de integração = de 10 a 100
 Larga escala de integração = de 100 a 1.000
 Escala muito grande = de 1.000 a 10.000
 Escala ultragrande = 10.000 a 100.000
 Giga escala de integração = mais de 100.000

21. Comparativo TTL - CMOS
CMOSTTL