1 PORTE LOGICHE - i parametri dei fogli tecnici Valori Massimi Assoluti Vcc max, Vin max, T max Condizioni Operative Consigliate Vcc Vin Tstg Vout (tf, tr)in Caratteristiche Elettriche (Statiche) V IH, V IL V OH, V OL I IH, I IL I OSC I CC Caratteristiche in Commutazione (Dinamiche) (tf, tr)out tpd0, tpd1 Cin, Cpd

2 PORTE LOGICHE - le anomalie VinVout molteplici anomalie: - livelli logici NON ideali - ritardo di commutazione - segnali trapezoidali - derive termiche, ecc Vin Vout Vcc t t tpd tf

3 PORTE LOGICHE - i livelli logici famigliaV IH V IL V OH V OL TTL2,0 V0,8 V2,4 V0,4 V LS-TTL2,0 V0,8 V2,7 V0,5 V 5V 2,4V 0,4V out A in B 0 5V 0 0,8V 2,0V incertezza AB param.conditionsmintypmaxunits V OH Vcc=4.5V, 70°C, Io= -0.4mA, Vin=0.8V V V OL Vcc=4.5V, 70°C, Io=16mA, Vin=2V V Input voltage (V) Output voltage (V) Transfer caratheristic

4 schema interno di una porta TTL (Nand a 2 ingressi) InA InB Gnd Vout Vcc 4K circuito equivalente dingresso PORTE LOGICHE - le correnti dingresso Vcc I IH Vcc I IL Gnd paramminmaxunits I IH 40 µA R IN 100 Kohm I IL -1.6 mA

5 schema interno di una porta TTL (Nand a 2 ingressi) circuito combinatore e traslatore circuito combin. e trasl. RLRL Vcc 100 OutV OL PORTE LOGICHE - le correnti duscita paramminmaxunits I OH -13mA I OL 25mA I OSC -55mA I OL

6 schema interno di una porta TTL (Nand a 2 ingressi) circuito combinatore e traslatore PORTE LOGICHE - le correnti duscita paramminmaxunits I OH -13mA I OL 25mA I OSC -55mA circuito combin. e trasl. RLRL Vcc 100 Out V OH I OH

7 tpd VAVA VBVB Vout PORTE LOGICHE - il tempo di propagazione Vin Vout t t tpd tpd = Propagation Delay Time (tempo di propagazione) è il ritardo con cui luscita della logica commuta rispetto allistante in cui commuta lingresso param.typmaxunits tpd0812nsec tpd11218nsec OUT A B

8 PORTE LOGICHE - i tempi di salita e discesa Vout t tftf trtr V1 t t V2

9 Vcc 100 PORTE LOGICHE - il fan-out I IL Gnd Vcc 4K Out n° porteR IN I IL 14K-1.6mA 22K-3.2mA 50.8K-8mA 100.4K-16mA K-24mA n° porteR IN I IL 14K-1.6mA 22K-3.2mA 50.8K-8mA 100.4K-16mA K-24mA I OL Il FAN-OUT rappresenta il massimo numero di porte logiche pilotabili da unuscita, ed è equivalente al rapporto fra la massima corrente duscita e la massima corrente dingresso

10 PORTE LOGICHE - le derive termiche

11 PORTE LOGICHE - RTL e DTL NOR o NAND ?

12 PORTE LOGICHE - il circuito delle TTL

13 PORTE LOGICHE - il circuito delle TTL: ingressi aperti 0.7V 1.4V 2.1V 0.9V 0.2V 0.9V

14 PORTE LOGICHE - il circuito delle TTL: un ingresso a massa 0.2V INT SAT 4.3V se I o = 0

15 PORTE LOGICHE - la tensione duscita è funzione della corrente Vo = Vcc - R·Io - V CE(SAT) V mA

16 PORTE LOGICHE - NAND e NOR TTL

17 PORTE LOGICHE - varie famiglie LOGICHE STANDARDLOGICHE TTL (bipolari)LOGICHE CMOS TTL - 74S00Schottky-TTL - 74LS00Low-Power S-TTL - 74AS00Advanced S-TTL - 74ALS00Advanced LS-TTL CMOS classiche - 74HC00High-Speed Cmos pin-compatibile TTL - 74HCT00High-Speed Cmos pin-compatibile TTL level-compatible TTL 7400 TTL 4011 Cmos

18 PORTE LOGICHE - inverter CMOS

19 PORTE LOGICHE - il fenomeno del latch-up nelle Cmos

20 PORTE LOGICHE - NAND e NOR Cmos

21 PORTE LOGICHE - logiche tri-state

22 PORTE LOGICHE - logiche BiCmos

23 PORTE LOGICHE - un confronto parametro74xx74LS400074HCTunità Vcc nominale5±10%5±5% …6V Vcc massima V Pd/gate typ mW Fan Out tpd typ105608nsec freq. massima MHz V IH (minima)223.52V V IL (massima) V V OH (minima) V V OL (massima) V I IH massima mA I IL massima mA I OSC massima mA

24 PORTE LOGICHE - levoluzione 1960: logiche RTL (Resistor-Transistor Logic) 1970: logiche TTL (Transistor-Transistor Logic) 1972: logiche HLL (High-Level Logic) 1975: logiche CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor) 1995: logiche BiCmos (Bipolar & Cmos Logic) 1990: logiche HCmos (High-Speed Cmos Logic) 1980: logiche Schottky (S-TTL, AS, LS, FAST) 1965: logiche DTL (Diode-Transistor Logic) Parametri-chiave: velocità (tpd) tempi di salita/discesa (tf, tr) dissipazione (Pd/gate) fan-out tensione di alimentazione integrabilità

25 PORTE LOGICHE - tensione di alimentazione

26 PORTE LOGICHE - velocità e dissipazione

27 PORTE LOGICHE - i livelli logici

28 PORTE LOGICHE - specializzazione

29 PORTE LOGICHE - esigenze applicative

30 PORTE LOGICHE - corrente duscita/velocità

31 PORTE LOGICHE - Schottky-TTL

32 PORTE LOGICHE - Schottky - TTL - Cmos