Diverse configurazioni di circuiti e tecnologie di produzione sono usate durante la produzione di circuiti integrati digitali. Ognuno di questi approcci è chiamato una specifica Famiglia Logica. Ora l’idea di avere diversi approcci o diverse famiglie logiche è che ogni ICs della stessa famiglia, quando fabbricato, avrà caratteristiche elettriche identiche. Le caratteristiche che devono essere identiche sono la gamma di tensione di alimentazione, la velocità di risposta, la dissipazione di potenza, i livelli logici di ingresso e di uscita, la capacità di affondamento della corrente, la capacità di sourcing della corrente, il margine di rumore, il fan-out ecc.
Significato delle famiglie logiche
Quando si parla di sistemi digitali, i CI digitali sono quelli che compongono l’intero sistema. E se tutti i circuiti integrati sono della stessa famiglia logica, allora sono compatibili tra loro e le funzioni logiche previste vengono eseguite e l’obiettivo viene raggiunto.
Ma se in un sistema digitale vengono utilizzati circuiti integrati appartenenti a diverse famiglie logiche, allora per garantire la compatibilità si devono utilizzare tecniche di interfacciamento. E questo è il motivo per cui dobbiamo capire le diverse famiglie logiche e usare la migliore combinazione di circuiti integrati durante la progettazione di un sistema digitale. Ora la domanda sorge spontanea: quale potrebbe essere la conseguenza della scelta di combinazioni sbagliate di circuiti integrati? La risposta è che potrebbe non corrispondere alla capacità necessaria.
Tipi di famiglie logiche
I circuiti integrati digitali sono progettati utilizzando qualsiasi dispositivo bipolare o MOS o una combinazione di entrambi. Le famiglie logiche che rientrano nel primo tipo sono chiamate famiglie bipolari, queste includono la logica a diodi (DL), la logica ad accoppiamento emesso (ECL), la logica a transistor a resistenza (RTL), la logica a transistor a diodi (DTL), la logica a transistor a transistor (TTL). I membri dell’altra famiglia logica cioè la famiglia MOS sono PMOS, famiglia NMOS, famiglia CMOS. Ora la famiglia logica Bi-MOS è quella che usa sia dispositivi bipolari che MOS.
Delle famiglie sopra menzionate DL, RTL e DTL non sono usate al giorno d’oggi, sono diventate obsolete. TTL, CMOS, ECL, NMOS e Bi-CMOS sono le famiglie che sono ancora utilizzate. Parleremo di alcune di esse in questo articolo.
Sottofamiglie TTL.
La famiglia TTL consiste di varie sottofamiglie come TTL standard, TTL a bassa potenza, TTL ad alta potenza, TTL Schottky a bassa potenza, TTL Schottky, TTL Schottky avanzato a bassa potenza, TTL Schottky avanzato e TTL veloce. Gli ICs che appartengono alla famiglia TTL sono designati come segue – 74 o 54 per TTL standard, 74L o 54L per TTL a bassa potenza, 74H o 54H per TTL ad alta potenza, 74LS o 54LS per TTL Schottky a bassa potenza e così via.
Sottofamiglie CMOS
Questa è una famiglia logica popolare che comprende le famiglie 4000A, 4000B, 4000UB, 54/74C, 54/74HC, 54/74HCT, 54/74AC e 54/74ACT. Le sottofamiglie sono divise sulla base della differenza di tensione e altri parametri.
Sottofamiglie ECL
ECL sta per famiglia Emitter Coupled Logic ed è stato introdotto da ON semiconductor nel 1962. Il primo prodotto lanciato di questa famiglia fu la serie MECL-1. Più tardi vennero in esistenza le serie MECL-II, MECL-III, MECL-10K, MECL-10H.