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Por tecnología TTL, o simplemente TTL, de las siglas en inglés de Transistor-Transistor Logic, "Lógica Transistor-Transistor", se conoce a una determinada familia lógica en la construcción de circuitos integrados digitales, cuyo componente principal es el transistor bipolar.

Características

• Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,5 V y los 5,5 V.
• Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,2 V y 0,8 V para el estado bajo, L, y los 2,4 V y Vcc para el estado alto, H.
• La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz.
• Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).

Historia

La tecnología TTL fue inventada en 1961 por James L. Buie de TRW, "especialmente adecuado para el desarrollo de la nueva tecnología de diseño de circuitos integrados." [2]

El primer circuito integrado comercial TTL dispositivos fueron fabricados por Sylvania en 1963, llamado Sylvania Universal de Alto Nivel de la lógica familiar (Suhl). [3] El Sylvania partes han sido utilizados en los controles de los misiles Phoenix [4]. TTL se hizo popular con los diseñadores de sistemas electrónicos Texas Instruments introdujo después de la serie 5400 de circuitos integrados, con rango de temperatura de militar, en 1964 y más tarde la serie 7400, se especifica en un rango inferior, en 1966.

Texas Instruments 7400 la familia se convirtió en un estándar de la industria.Partes compatibles fueron realizadas por Motorola, AMD, Fairchild, Intel, Intersil, Signetics, Mullard, Siemens, SGS-Thomson y National Semiconductor, [5] [6], y muchas otras empresas, incluso en la antigua Unión Soviética. [Editar] No sólo hacer compatible TTL otras partes, pero compatible con las partes fueron hechas con muchas otras tecnologías de circuito también. El término "TTL" se aplica a muchas generaciones sucesivas de la lógica bipolar, con mejoras graduales en la velocidad y el consumo de energía durante cerca de dos décadas. La última familia ampliamente disponible, 74AS/ALS avanzada Schottky, fue presentado en 1985. [7] A partir de 2008, Texas Instruments continúa el suministro de más de uso general en los chips de tecnología obsoleta familias numerosas, aunque en aumento de los precios. Normalmente, los chips de integrar TTL no más de unos pocos cientos de transistores cada uno. Funciones en un solo paquete en general, van desde unas pocas puertas lógicas a un microprocesador de bits rebanada. TTL también fue importante porque se convirtió en su bajo costo hizo técnicas digitales económicamente práctico para las tareas realizadas por los métodos analógicos. [8]

El Kenbak-1, uno de los primeros ordenadores personales, utilizado para su CPU TTL en lugar de un chip microprocesador, que no estaba disponible en 1971. [9] El 1973 de Xerox Alto y Estrella de trabajo 1981, que introdujo la interfaz gráfica de usuario, utilizado TTL circuitos integrados a nivel de ALUs y bitslices, respectivamente. La mayoría de los ordenadores utilizados TTL compatible con la lógica de los chips más grandes y en el decenio de 1990. Hasta el advenimiento de la lógica programable, discreta lógica bipolar se utilizó para emular microarchitectures prototipo y en desarrollo.

Aunque la tecnología TTL tiene su origen en los estudios de Sylvania, fue Signetics la compañía que la popularizó por su mayor velocidad e inmunidad al ruido que su predecesora DTL, ofrecida por Fairchild Semiconductor y Texas Instruments, principalmente. Texas Instruments inmediatamente pasó a fabricar TTL, con su familia 74xx, que se convertiría en un estándar de la industria.

Familias TTL

Los circuitos de tecnología TTL se prefijan normalmente con el número 74 (54 en las series militares e industriales). A continuación un código de una o varias cifras que representa la familia y posteriormente uno de 2 a 4 con el modelo del circuito.

Con respecto a las familias cabe distinguir:

• TTL : Serie estándar
• TTL-L (low power) : Serie de bajo consumo
• TTL-S (schottky) : Serie rápida (usa diodos Schottky)
• TTL-AS (advanced shottky) : Versión mejorada de la serie anterior
• TTL-LS (low power shottky) : Combinación de las tecnologías L y S (es la familia más extendida)
• TTL-ALS (advanced low power shottky) : Versión mejorada de la serie AS
• TTL-F (FAST : fairchild advanced schottky)
• TTL-AF (advanced FAST) : Versión mejorada de la serie F
• TTL-HC (high speed C-MOS) : Realmente no se trata de tecnología TTL bipolar sino CMOS
• TTL-HCT (high speed C-MOS) : Serie HC dotada de niveles lógicos compatibles con TTL
• TTL-G (GHz C-MOS) : GHz ( From PotatoSemi)

Tipos

Existen también otros tipos de circuitos lógicos donde tienen diferentes características cada uno:

Compuerta AND:(EJ:74LS08) Se compone de dos entradas como mínimo y la función que representa es un producto(*) Compuerta OR (TTL estándar: 74LS32)

La compuerta OR tiene también como mínimo dos entradas y su operación lógica será la suma entre ambas, solo que cuando sea 1 + 1 = 1.

Buffer (TTL estándar: 74LS17) El buffer realidad no realiza ninguna operación lógica, su finalidad es amplificar un poco la señal.

Versiones

A la familia inicial 7400, o 74N, pronto se añadió una versión más lenta pero de bajo consumo, la 74L y su contrapartida rápida, la 74H, que tenía la base de los transistores dopada con oro para producir centros de recombinación y disminuir la vida media de los portadores minoritarios en la base. Pero el problema de la velocidad proviene de que es una familia saturada, es decir, los transistores pasan de corte a saturación. Pero un transistor saturado contiene un exceso de carga en su base que hay que eliminar antes de que comience a cortarse, prolongando su tiempo de respuesta. El estado de saturación se caracteriza por tener el colector a menos tensión que la base. Entonces un diodo entre base y colector, desvía el exceso de corriente impidiendo la introducción de un exceso de cargas en la base. Por su baja tensión directa se utilizan diodos de barrera Schottky. Así se tienen las familias 74S y 74LS, Schottky y Schottky de baja potencia. Las 74S y 74LS desplazaron por completo las 74L y 74H, debido a su mejor producto retardo·consumo. Mejoras en el proceso de fabricación condujeron a la reducción del tamaño de los transistores que permitió el desarrollo de tres familias nuevas: 74F (FAST: Fairchild Advanced Schottky Technology)de Fairchild y 74AS (Advanced Schottky) y 74ALS (Advanced Low Power Schottky) de Texas Instruments. Posteriormente, National Semiconductor redefinió la 74F para el caso de búferes e interfaces, pasando a ser 74F(r).

Puerta NAND en tecnología TTL estándar (N)

Tecnología

La tecnología TTL se caracteriza por tener tres etapas, siendo la primera la que le nombra:

• Etapa de entrada por emisor. Se utiliza un transistor multiemisor en lugar de la matriz de diodos de DTL.
• Separador de fase. Es un transistor conectado en emisor común que produce en su colector y emisor señales en contrafase.
• Driver. Está formada por varios transistores, separados en dos grupos. El primero va conectado al emisor del separador de fase y drenan la corriente para producir el nivel bajo a la salida. El segundo grupo va conectado al colector del divisor de fase y produce el nivel alto.

Esta configuración general varía ligeramente entre dispositivos de cada familia, principalmente la etapa de salida, que depende de si son búferes o no y si son de colector abierto, tres estados (ThreeState), etc. Mayores variaciones se encuentran entre las distintas familias: 74N, 74L y 74H difieren principalmente en el valor de las resistencias de polarización, pero la mayoría de los 74LS (y no 74S) carecen del transistor multiemisor característico de TTL. En su lugar llevan una matríz de diodos Schottky (como DTL). Esto les permite aceptar un margen más amplio de tensiones de entrada, hasta 15V en algunos dispositivos, para facilitar su interface con CMOS. También es bastante común, en circuitos conectados a buses, colocar un transistor pnp a la entrada de cada línea, para disminuir la corriente de entrada y así la cargar menos el bus. Existen dispositivos de interface que integran impedancias de adaptación al bus para disminuir la reflexiones u aumentar la velocidad.

Aplicaciones

Antes de la llegada de dispositivos VLSI, TTL de circuitos integrados son un método estándar de la construcción de los transformadores de mini-ordenador y procesadores de mainframe, como la DEC VAX Data General y de Eclipse, y para el equipo como máquina-herramienta de control numérico, impresoras y vídeo terminales de pantalla. Como se hizo más funcional microprocesadores, dispositivos TTL se convirtió en importante para la "lógica de la cola" aplicaciones, como los conductores de autobús rápido en una placa base, que vincular la función realizada en bloques VLSI elementos. Además de los circuitos LSI y MSI descritos aquí, las tecnologías LS y S también se han empleado en:

• Microprocesadores, como el 8X300, de Signetics, la familia 2900 de AMD y otros.
• Memorias RAM
• Memorias PROM
• PAL, Programmable Array Logic, consistente en una PROM que interconecta las entradas y cierto número de puertas lógicas.

Bibliografía

• Horowitz,P. and Winfield Hill (1989). W. The Art of Electronics. 2nd Ed. Cambridge University Press. ISBN 0-521-37095-7. 
• MANDADO, ENRIQUE (1991). SISTEMAS ELECTRÓNICOS DIGITALES. MARCOMBO BOIXAREU EDITORES. ISBN 84-267-0804-8. 

Véase también

• Diodo
• Transistor
• DTL
• RTL
• ECL
• CMOS

Enlace externo

• Lista con algunos circuitos integrados e información técnica de circuitos integrados TTL (En Inglés)

--Zisco35 (discusión) 17:44 25 feb 2009 (UTC)

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