Este documento describe las principales familias de circuitos integrados lógicos, incluidas TTL, ECL, MOS, y CMOS. Explica que TTL se diseñó para alta velocidad mientras que CMOS se diseñó para bajo consumo. Dentro de TTL existen subfamilias como L, LS, S, y AS con diferentes niveles de disipación de potencia y tiempo de propagación. El documento también proporciona detalles sobre los inversores TTL y CMOS, así como sus características.

1. Familias de
Circuitos
Integrados
Lógicos
Edwin Arley Rodriguez Herrera
Jimmy Alejandro Bohórquez Ibáñez

2. Introducción
Existen varias familias de circuitos integrados
lógicos que se distinguen por el tipo de dispositivo
semiconductor y por la manera como estos
dispositivos son interconectados para la
conformación de las compuertas. El circuito básico
en cada familia es una compuerta NAND o una
NOR.

3. Familias
Hay muchas familias lógicas de circuitos integrados digitales que
han sido introducidos comercialmente, las mas populares son:
TTL: Lógicas de transistores (Transistor-transistor logic)
ECL: Lógica de acoplamiento de emisor (emitter-coupled logic)
MOS: Semiconductor de oxido de metal (Metal-oxide
semiconductor)
CMOS: Semiconductor de oxido de metal complementario
(Complementary metal-oxide semiconductor)
I2L: Logica de inyección integrada (Integrated-injection logic)

4. Los circuitos digitales emplean componentes encapsulados, los
cuales pueden albergar puertas lógicas o circuitos lógicos más
complejos. Estos componentes están estandarizados, para que
haya una compatibilidad entre fabricantes, de forma que las
características más importantes sean comunes. De forma
global los componentes lógicos se engloban dentro de una de
las dos familias siguientes: TTL: diseñada para una
alta velocidad. CMOS: diseñada para un bajo consumo.
Actualmente dentro de estas dos familias se han creado otras,
que intentan conseguir lo mejor de ambas: un bajo consumo y
una alta velocidad. La familia lógica ECL se encuentra a
caballo entre la TTL y la CMOS. Esta familia nació como un
intento de conseguir la rapidez de TTL y el bajo consumo de
CMOS, pero en raras ocasiones se emplea.

5. Dentro de la familia TTL encontramos las siguiente sub-
familias :
L: Low power = disipación de potencia muy baja
LS: Low power Schottky = disipación y tiempo de propagación
pequeño.
S: Schottky = disipación normal y tiempo de propagación
pequeño.
AS: Advanced Schottky = disipación normal y tiempo de
propagación extremadamente pequeño.
Tensión De Alimentación
CMOS: 5 a 15 V (dependiendo de la tensión tendremos un
tiempo de propagación). TTL : 5 V.

6. Familias TTL
TTL es una de las familias lógicas de uso más extendido, en
particular para aplicaciones que requieran pequeña y mediana
escala de integración (SSI y MSI). Una amplia gama de
fabricantes producen circuitos con esta tecnología. La familia
estándar de componentes TTL contiene un amplio espectro de
circuitos, cada uno de los cuales está especificado por un
número de serie genérico que empieza con los dígitos 54 o 74.

7. Inversor TTL
Cuando la entrada es un nivel alto, la unión base-emisor de T1
se polariza en inversa y la unión base-colector en directa. Esto
permite que la corriente atraviese R1 y la unión base colector
de T1 llevando a T2 a saturación. Como resultado, T2 excita a
T3 y su tensión de colector, que es la salida, es próxima al
potencial de tierra (T4 se mantiene bloqueado). Por
consiguiente se obtiene una salida a nivel bajo para una
entrada a nivel alto. Cuando la entrada está a nivel bajo, la
unión base-emisor de T1 se polariza en directa y la unión base-
colector en inversa, por lo que se genera una corriente a través
de R1 y de la unión base-emisor de T1. En la base de T2 no
hay corriente por lo que no conduce.

8. Características de las
puertas TTL Estándar

9. Familias CMOS
Para construir circuitos integrados digitales además de los
transistores bipolares se emplean circuitos basados en
transistores MOSFET (MOS Field-Effect transistor, transistor de
efecto campo MOS) de canal n (NMOS) y de canal p (PMOS).
Hoy en día rara vez se usa la tecnología PMOS. Los circuitos
NMOS son más fáciles de fabricar, y por tanto más
económicos. Pero la tecnología CMOS es ahora la dominante
debido a su bajo consumo. Las siglas CMOS corresponden a
Complementary Metal-Oxide Semiconductor. El término
complementario se refiere a la utilización de dos tipos de
transistores en el circuito de salida, en una configuración
similar a la tótem-pole de la familia TTL. Se usan
conjuntamente MOSFET de canal n y de canal p.

10. Inversor CMOS
La lógica MOS complementaria utiliza MOSFET de canal n y de canal p
como muestra la Figura:

11. Características de
las puertas CMOS
de la serie 4000

12. Conexión TTL-
CMOS

14. Tabla de Familias

15. Comparación de
Familias Lógicas