Bij de productie van digitale geïntegreerde schakelingen worden verschillende circuitconfiguraties en productietechnologieën gebruikt. Elk van deze benaderingen wordt een specifieke logische familie genoemd. Het idee achter verschillende benaderingen of verschillende logische families is dat alle IC’s van dezelfde familie bij fabricage identieke elektrische kenmerken zullen bezitten. De kenmerken die identiek moeten zijn, zijn voedingsspanningsbereik, reactiesnelheid, vermogensdissipatie, logische in- en uitgangsniveaus, stroomafnemend vermogen, stroomopnemend vermogen, ruismarge, fan-out enz.
Belang van logische families
Wanneer we het hebben over digitale systemen, zijn het eigenlijk de digitale IC’s die het hele systeem vormen. En als alle IC’s van dezelfde logische familie zijn, dan zijn zij compatibel met elkaar en worden de bedoelde logische functies uitgevoerd en het doel bereikt.
Maar in het geval dat IC’s die tot verschillende logische families behoren in een digitaal systeem worden gebruikt, dan moeten interfacing-technieken worden gebruikt om compatibiliteit te verzekeren. En dat is de reden waarom wij de verschillende logische families moeten begrijpen en de beste combinatie van IC’s moeten gebruiken tijdens het ontwerp van een digitaal systeem. Nu rijst de vraag wat de gevolgen kunnen zijn van het kiezen van verkeerde combinaties van IC’s. Het antwoord is dat deze mogelijk niet aan de vereiste capaciteit voldoen.
Typen logische families
De digitale IC’s worden ontworpen met bipolaire elementen of MOS of een combinatie van beide. De logische families die onder de eerste soort vallen worden bipolaire families genoemd, deze omvatten diodelogica (DL), geëmitteerde gekoppelde logica (ECL), weerstandstransistorlogica (RTL), diodetransistorlogica (DTL), transistortransistorlogica (TTL). De leden van de andere logische familie, d.w.z. de MOS-familie zijn PMOS, NMOS en CMOS. Nu is de Bi-MOS logische familie degene die zowel bipolaire als MOS apparaten gebruikt.
Van de hierboven genoemde families worden DL, RTL en DTL tegenwoordig niet meer gebruikt omdat zij verouderd zijn. TTL, CMOS, ECL, NMOS en Bi-CMOS zijn de families die nog steeds worden gebruikt. We zullen er in dit artikel een paar bespreken.
TTL subfamilies.
De TTL familie bestaat uit verschillende subfamilies zoals standaard TTL, laag-vermogen TTL, hoog-vermogen TTL, laag-vermogen Schottky TTL, Schottky TTL, geavanceerde laag-vermogen Schottky TTL, geavanceerde Schottky TTL en snelle TTL. De IC’s die tot de TTL-familie behoren, worden als volgt aangeduid – 74 of 54 voor standaard TTL, 74L of 54L voor laagvermogen TTL, 74H of 54H voor hoogvermogen TTL, 74LS of 54LS voor laagvermogen schottky TTL, enz.
CMOS-subfamilies
Dit is een populaire logische familie die de 4000A, 4000B, 4000UB, 54/74C, 54/74HC, 54/74HCT, 54/74AC en 54/74ACT-families omvat. De subfamilies zijn onderverdeeld op basis van spanningsverschil en andere parameters.
ECL Subfamilies
ECL staat voor Emitter Coupled Logic familie en werd door ON semiconductor in 1962 geïntroduceerd. Het eerste product dat van deze familie werd gelanceerd was de MECL-1 serie. Later ontstonden MECL-II, MECL-III, MECL-10K, MECL-10H series.