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,

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2 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

3 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

4 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=0.8V2.43.3 V V OL Vcc=4.5V, 70°C, Io=16mA, Vin=2V0.220.4 V 0 1 2 3 4 5 Input voltage (V) 543210543210 Output voltage (V) Transfer caratheristic

5 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

6 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

7 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

8 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

9 8 PORTE LOGICHE - i tempi di salita e discesa Vout t tftf trtr V1 t t V2

10 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 150.27K-24mA n° porteR IN I IL 14K-1.6mA 22K-3.2mA 50.8K-8mA 100.4K-16mA 150.27K-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

11 10 PORTE LOGICHE - le derive termiche

12 11 PORTE LOGICHE - RTL e DTL NOR o NAND ?

13 12 PORTE LOGICHE - il circuito delle TTL

14 13 PORTE LOGICHE - il circuito delle TTL: ingressi aperti 0.7V 1.4V 2.1V 0.9V 0.2V 0.9V

15 14 PORTE LOGICHE - il circuito delle TTL: un ingresso a massa 0.2V INT SAT 4.3V se I o = 0

16 15 PORTE LOGICHE - la tensione duscita è funzione della corrente Vo = Vcc - R·Io - V CE(SAT) - 0.7 5V 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 mA

17 16 PORTE LOGICHE - NAND e NOR TTL

18 17 PORTE LOGICHE - varie famiglie LOGICHE STANDARDLOGICHE TTL (bipolari)LOGICHE CMOS - 7400TTL - 74S00Schottky-TTL - 74LS00Low-Power S-TTL - 74AS00Advanced S-TTL - 74ALS00Advanced LS-TTL - 4000CMOS classiche - 74HC00High-Speed Cmos pin-compatibile TTL - 74HCT00High-Speed Cmos pin-compatibile TTL level-compatible TTL 7400 TTL 4011 Cmos

19 18 PORTE LOGICHE - inverter CMOS

20 19 PORTE LOGICHE - il fenomeno del latch-up nelle Cmos

21 20 PORTE LOGICHE - NAND e NOR Cmos

22 21 PORTE LOGICHE - logiche tri-state

23 22 PORTE LOGICHE - logiche BiCmos

24 23 PORTE LOGICHE - un confronto parametro74xx74LS400074HCTunità Vcc nominale5±10%5±5%3...152…6V Vcc massima85.5207V Pd/gate typ-10810 -3 10 -2 mW Fan Out10105010- - tpd typ105608nsec freq. massima2040530MHz V IH (minima)223.52V V IL (massima) 0.80.81.50.8V V OH (minima) 2.42.74.954.9V V OL (massima) 0.40.50.050.1V I IH massima0.10.110 -6 10 -4 mA I IL massima-1.6-0.4-10 -6 -10 -4 mA I OSC massima-55-100-2-40mA

25 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

26 25 PORTE LOGICHE - tensione di alimentazione

27 26 PORTE LOGICHE - velocità e dissipazione

28 27 PORTE LOGICHE - i livelli logici

29 28 PORTE LOGICHE - specializzazione

30 29 PORTE LOGICHE - esigenze applicative

31 30 PORTE LOGICHE - corrente duscita/velocità

32 31 PORTE LOGICHE - Schottky-TTL

33 32 PORTE LOGICHE - Schottky - TTL - Cmos