Microcircuito Transistorizado

de uma Porta Lógica NAND TTL-Padrão de 2 entradas , com configuração de saída TOTEM-POLE :

Características típicas da Série TTL 74-Padrão

Configuração de saída  TOTEM-POLE : Nessa configuração temos um ou outro transistor conduz corrente,conforme o nível estabelecido na saída seja 0 ou 1. Essa configuração não permite que circuitos integrados TTL tenham suas saídas interligadas,devido ao fato que se uma das saídas estiver indo para nível lógico 1 ao mesmo que outra saída estiver indo para nível lógico 0,estabelece-se um curto-circuito na saída, que pode causar a queima dos componentes.

Configuração de saída   OPEN-COLLECTOR : Em algumas aplicações é preciso ligar diversas saídas à uma entrada para excitação,não ao mesmo tempo,mas em instantes diferentes.Isso é conseguido com a configuração OPEN-COLLECTOR ou COLETOR ABERTO.Os circuitos integrados TTL que possuem esta configuração,exigem a ligação de um resistor externo denominado " pull-up" para fornecer a polarização necessária.Observe as figuras a seguir:

Sub-Famílias TTL

Existem outros tipos de blocos TTL além dos blocos mais comuns (Standard), com outras versões de circuitos com finalidade de atender as solicitações de ordem prática nos parâmetros relativos à velocidade e consumo de potência.

Serie TTL 74L de Baixa Potência

Os circuitos destas séries são essencialmente os mesmos da série padrão TTL 74-padrão, exceto pelo fato de seus resistores serem todos de valor maior.

Resistores de maior valor reduzem a demanda de potência, à custa de um sensível aumento nos retardos de propagação. Uma porta NAND típica desta série consome cerca de 1mW, com um retardo de propagação médio de 33ns.

A série 74L tornou-se obsoleta com o desenvolvimento das séries 74LS, 74ALS e CMOS, que oferecem baixo consumo de potência, operando a velocidades bem mais altas que as dos dispositivos 74L.

Série TTL 74H de Alta Velocidade

A série 74H é uma série que apresenta dispositivos que funcionam a velocidades altas. 

Os circuitos dos dispositivos desta série são essencialmente os mesmos que os da série 74-padrão, exceto pelo fato de utilizarem resistores de valor menor, e de substituírem o transistor seguidor de emissor Q3, por um par Darlington.

Tais diferenças resultam em dispositivos com velocidade de comutação muito mais alta, apresentando, em conseqüência, retardos de propagação da ordem de 6ns, e uma dissipação para uma porta NAND de 23mW.

Série TTL 74S Schottky

As séries 74, 74H e 74L usam transistores que, quando estão conduzindo, operam na região de saturação. Esta forma de operação introduz um retardo de armazenamento sempre que o transistor comutar a situação de condução para a de corte, limitando, portanto, a  velocidade de comutação do circuito.

A série 74S reduz o retardo de armazenamento, não permitindo que o transistor sature completamente. Isto é implementado com o uso de um diodo Schottky , conectado entre a base e o coletor de cada transistor.

O diodo Schottky tem uma tensão de condução de apenas 0.25V. Então quando a junção Coletor-Base estiver polarizada diretamente, no início da região de saturação, o diodo schottky vai conduzir, desviando parte da corrente da base. Isto reduz o excesso da corrente de base, reduzindo em conseqüência, o tempo de armazenamento quando o transistor corta.

A porta NAND 74S00, por exemplo, tem um retardo médio de propagação de 3ns, com uma dissipação média de 20mW.Portanto a série 74S opera com o dobro da velocidade da 74H, consumindo mais ou menos a mesma potência. Estas são as razões pelas quais a série 74H tornou-se obsoleta.

Série 74LS Schottky de Baixa Potência (LS-TTL)

A série 74LS é uma versão da 74S, que apresenta CIs com consumo de potência mais baixo e com velocidade também mais baixa. Ela usa o transistor Schottky grampeado (clamped), com resistores de valor superior aos utilizados na série 74S.

Uma porta NAND implementada na série 74LS tem um retardo de propagação médio de 9,5ns, dissipando uma potência média de 2mW.Uma vez que tal série tem quase a mesma velocidade de comutação da série TTL-padrão, com menos consumo de potência, a série 74LS vem substituindo gradualmente a 74 nas aplicações onde há necessidade de velocidades relativamente altas, com baixo consumo de potência.

Série TTL 74AS Schottky Avançada (AS-TTL)

A série Schottky Avançada (74AS)  tem um conjunto de aperfeiçoamentos em relação a 74S, principalmente na velocidade de operação com um consumo de potência extremamente baixo.

A comparação entre as duas séries é mostrada a seguir para uma porta lógica NAND.

O quadro acima mostra as vantagens da série 74AS sobre a 74S. A 74AS é a série TTL mais rápida, e com o produto velocidade-potência significamente mais baixo que o da série 74S.

Série Schottky Avançada de Baixa Potência (74ALS-TTL)

Esta série oferece uma sensível melhora em relação à 74LS no que diz respeito à velocidade de operação e a potência consumida, conforme quadro abaixo:

QUADRO RESUMO

Estes valores são válidos para circuitos integrados de portas lógicas NAND e servem apenas para comparações entre as versões, sendo estimados a partir de faixas disponíveis nos manuais comerciais de diversos fabricantes.

Os dados da tabela, nos possibilita a comparação em termos de velocidade e consumo de potência, tomando como ponto de referência a versão comum, em seguida vem a versão de baixo consumo (L), e de alta velocidade (H). Essas versões são diferentes entre si devido a alterações introduzidas nos circuitos e nos valores de seus componentes internos.

TIPOS de ENCAPSULAMENTOS