Diferentes configuraciones de circuitos y tecnologías de producción se utilizan durante la producción de circuitos integrados digitales. Cada uno de estos enfoques se denomina Familias Lógicas específicas. Ahora la idea de tener diferentes enfoques o diferentes familias lógicas es que cada CI de la misma familia cuando se fabrica tendrá características eléctricas idénticas. Las características que deben ser idénticas son el rango de la tensión de alimentación, la velocidad de respuesta, la disipación de energía, los niveles lógicos de entrada y salida, la capacidad de disipación de corriente, la capacidad de generación de corriente, el margen de ruido, la salida en abanico, etc.
Significado de las familias lógicas
Cuando hablamos de sistemas digitales, en realidad son los circuitos integrados digitales los que componen todo el sistema. Y si todos los circuitos integrados son de la misma familia lógica, entonces son compatibles entre sí y las funciones lógicas previstas se llevan a cabo y se logra el objetivo.
Pero en caso de que se utilicen circuitos integrados pertenecientes a diferentes familias lógicas en un sistema digital, entonces para asegurar la compatibilidad se deben utilizar técnicas de interconexión. Y esta es la razón por la que debemos entender las diferentes familias lógicas y utilizar la mejor combinación de CIs durante el diseño de un sistema digital. Ahora se plantea la cuestión de cuál puede ser la consecuencia de elegir combinaciones erróneas de circuitos integrados. La respuesta es que puede que no se ajuste a la capacidad necesaria.
Tipos de familia lógica
Los CI digitales se diseñan utilizando cualquiera de los dispositivos bipolares o MOS o una combinación de ambos. Las familias lógicas que caen bajo el primer tipo se denominan familias bipolares, esto incluye la lógica de diodos (DL), la lógica acoplada emitida (ECL), la lógica de transistores de resistencia (RTL), la lógica de transistores de diodos (DTL), la lógica de transistores de transistores (TTL). Los miembros de la otra familia lógica, la familia MOS, son PMOS, NMOS y CMOS. Ahora la familia lógica Bi-MOS es la que utiliza tanto dispositivos bipolares como MOS.
De las familias mencionadas anteriormente DL, RTL y DTL no se utilizan hoy en día ya que han quedado obsoletas. TTL, CMOS, ECL, NMOS y Bi-CMOS son las familias que todavía se utilizan. En este artículo hablaremos de algunas de ellas.
Subfamilias TTL.
La familia TTL consta de varias subfamilias como TTL estándar, TTL de baja potencia, TTL de alta potencia, TTL Schottky de baja potencia, TTL Schottky, TTL Schottky avanzado de baja potencia, TTL Schottky avanzado y TTL rápido. Los CI que pertenecen a la familia TTL se designan de la siguiente manera: 74 o 54 para TTL estándar, 74L o 54L para TTL de baja potencia, 74H o 54H para TTL de alta potencia, 74LS o 54LS para TTL Schottky de baja potencia, etc.
Subfamilias CMOS
Se trata de una popular familia lógica que incluye las familias 4000A, 4000B, 4000UB, 54/74C, 54/74HC, 54/74HCT, 54/74AC y 54/74ACT. Las subfamilias se dividen en función de la diferencia de voltaje y otros parámetros.
Subfamilias ECL
ECL son las siglas de la familia Emitter Coupled Logic y fue introducida por ON semiconductor en 1962. El primer producto lanzado de esta familia fue la serie MECL-1. Posteriormente aparecieron las series MECL-II, MECL-III, MECL-10K y MECL-10H.