Porti logice

Porti logice

Exista doua mari tehnologii de fabricatie a circuitelor integrate digitale utilizate pentru implementarea portilor logice, si anume tehnologia TTL (Transistor-Transistor Logic) si cea CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Operatorii logici (SI, SAU.) se comporta la fel indiferent de tehnologia in care sunt realizate.

Tehnologia TTL utilizeaza tranzistoarele bipolare pentru implementarea functiilor logice in timp ce tehnologia CMOS utilizeaza tranzistoarele cu efect de camp. Diferentele intre porțile realizate in cele doua tehnologii privesc doar caracteristicile de performanta cum ar fi viteza de comutatie (timpul de propagare), puterea disipata, imunitatea la zgomot, etc.

Tehnologia TTL a fost pentru multi ani cea mai utilizata tehnologie datorita avantajelor initiale cum ar fi: viteza de comutatie mai mare si diversitate mai mare. Tehnologia CMOS pe langa avantajul initial privind consumul mai redus de putere, in ultimii ani a devenit competitiv si in ceea ce priveste viteza de comutatie. Un avantaj al portilor TTL este acela ca nu sunt sensibile la descarcarile electrostatice asa cum sunt cele CMOS. Ele sunt preferate in experimentele de laborator sau pentru realizarea prototipurilor, deoarece nu trebuie luate masuri speciale in ceea ce priveste manipularea lor

Porti TTL

Exista mai multe familii (serii) de circuite TTL. Ele se alimenteaza cu 5V. Aceste serii de circuite difera intre ele prin performante. Ele se noteaza cu sufixul 74 (seria comerciala) sau 54 (seria militara), urmate de o litera (sau grup de litere) care indica seria si un numar care indica tipul dispozitivului logic in cadrul familiei. Un circuit integrat TTL se distinge de unul CMOS prin grupul de litere care urmeaza dupa sufixul 54 sau 74.

Principalele familii de circuite TTL sunt:

74 - TTL standard (fara litere)

74S - Schottky TTL

74LS - Low-power Schottky TTL (TTL Schottky de consum redus)

74AS - Advanced Schottky TTL (TTL Schottky de viteza mare)

74ALS - Advanced Low-power Schottky TTL (TTL Schottky de viteza mare si consum redus)

74F - Fast TTL (TTL rapide)

Porti CMOS

Exista mai multe serii de circuite CMOS alimentate cu 5V, 3,3V, 2,5V si 1,8V.

Notarea lor este asemanatoare cu cea a circuitelor TTL: sufix 74 (seria comerciala) sau 54 (seria militara), urmate de o litera (sau grup de litere) care indica seria si un numar care indica tipul dispozitivului logic in cadrul familiei.

Circuitele din seriile alimentate cu 5V sunt:

74HC si 74HCT - High-speed CMOS (circuite CMOS rapide; T indica compatibilitatea cu TTL)

74AC si 74 ACT - Advanced CMOS (circuite CMOS de consum mic)

74AHC si 74AHCT - Advanced High-speed CMOS (CMOS de viteza mare si consum redus)

Seriile CMOS alimentate cu 3,3 V includ:

74LC - Low-voltage CMOS

74LVC - Low-voltage CMOS

74ALVC - Advanced Low-voltage CMOS

Pe langa seriile 74 mai exista o seria mai veche de viteza mai mica, seria 4000. De asemenea mai exista seriile de circuite BiCMOS o combinatie intre circuitele TTL si cele CMOS. Principalele serii sunt:

74BCT - BiCMOS

74ABCT - Advanced BiCMOS

74LVT - Lov-voltage BiCMOS

74ALB - Advanced Low-voltage BiCMOS

Tipuri de circuite integrate cu logica fixa

Toate operatiile logice de baza prezentate in paragraful 3.1 sunt disponibile sub forma de circuite integrate cu logica fixa realizate atat in tehnologie TTL cat si CMOS. Tipul si configuratia portilor disponibile in capsula de circuit integrat poate fi identificat cu ajutorul ultimelor 2 sau 3 cifre ale circuitului. O parte dintre acestea sunt prezentate in continuare:

- 4 porti SI-NU cu 2 intrari

- 4 porti SAU-NU cu 2 intrari

- 6 inversoare

- 4 porti SI cu 2 intrari

- 3 porti SI-NU cu 3 intrari

- 3 porti SI cu 3 intrari

- 2 poti SI-NU cu 4 intrari

- 2 porti SI cu 4 intrari

- 3 porti SAU-NU cu 3 intrari

- o poarta SI-NU cu 8 intrari

- 4 porti SAU cu 2 intrari

- 4 porti SAU-EXCLUSIV cu 2 intrari

- 4 porti SAU-EXCLUSIV-NU cu 2 intrari

Figura 3. . Configuratia celor mai uzuale CI cu logica fixa.

Incapsularea circuitelor integrate

Toate seriile de circuite integrate 74 realizate in tehnologie TTL sau CMOS sunt compatibile la nivel de pin. Cele mai uzuale capsule utilizate pentru impachetarea circuitelor integrate sunt capsulele DIP (dual in-line package) pentru circuitele integrate cu montare prin gaura sau SOIC (small-outline integrated circuit) pentru circuitele cu montare pe suprafata.

Figura 3. . Capsule tipice de circuite integrate, DIP si SOIC