DOCUMENT RESSOUCE CARACTERISTIQUES DES CIRCUITS LOGIQUES IGénéralités
Lors de la mise en application et la réalisation d’un circuit électronique contenant des circuits logiques, les questions suivantes se posent : • • • • • Quelle tension d’alimentation est nécessaire (ou disponible) ? Quelle puissance consomme ces circuits ? Combien d’entrées puis je câbler en parallèle derrière une sortie ?Quel est le temps de réaction d’une porte ? Quel sécurité de niveau logique ai je vis à vis des perturbations ?

Les réponses à ces questions conditionnent le choix des circuits à utiliser en fonction de l’application désirée.

II-

Les familles logiques

Il existe 4 technologies principales : Logique à éléments discrets (diodes et transistors) Technologie TTL Technologie CMOS TechnologieECL Les technologies les plus utilisées aujourd’hui sont la technologie TTL et la technologie CMOS. La logique à éléments discrets (OU à diodes, inverseur à transistor, etc.) est utilisée lorsque l’implantation d’un circuit intégré n’est pas justifié, mais présente les inconvénient suivants : • dégradation du signal de sortie • forte consommation • nombre d’entrée limité La technologie ECL est laplus récente de toutes ; son avantage principal est la rapidité (100 fois plus rapide que la série 4000 en CMOS). Mais en échange d’un temps de propagation relativement faible (moins de 1 ns) la technologie ECL présente les inconvénients suivants : • consommation élevée • difficulté de mise en œuvre • prix des circuits logiques élevé • nombre de fonctions logiques existantes limité dans cettetechnologie 1) La technologie TTL La technologie TTL (Transistor Transistor Logic), a vu le jour en 1964. Ses circuits logiques sont réalisés avec des transistors bipolaires NPN. Cette technologie propose aujourd’hui le plus grand choix de circuits. La technologie TTL se décompose en 7 familles logiques :

LSLT

DR Familles logiques

Page 1

TTL standard 74xx TTL Low power 74Lxx TTL Schottky74Sxx TTL Low power Schottky 74LSxx TTL Advanced Schottky 74ASxx TTL Advanced Lowe power Schottky TTL Fast 74Fxx

(faible consommation) (réalisé avec des transistors schottky) (schottky faible consommation) (technologie schottky avancée) 74ALSxx (rapide)

Dans la désignation d’une famille TTL, la signification des lettres L, S, F, et A est donc la suivante : • L = faible consommation • S =réalisée avec des transistors Schottky = rapidité • F = rapidité • A = technologie avancée Remarques : • Les 7 familles de la technologie TTL fonctionne avec une tension d’alimentation de +5V ± 5%. • Les familles logiques les plus utilisées aujourd’hui en technologie TTL sont les familles LS et ALS. • Les jonctions d’un transistor schottky sont réalisées à partir d’un semi-conducteur de type N ou P etd’un métal ; la conséquence est qu’un transistor schottky est bien plus rapide qu’un transistor bipolaire classique, du fait de la jonction Métal / Semi-conducteur. • Parmi les 7 familles de la technologie TTL, 3 sont réalisées avec des transistors bipolaire classiques, et 4 avec des transistors shottky :

Les 7 familles de la technologie TTL

Réalisées en transistors bipolaires classiquesRéalisées en transistors schottky

74 74 L 74 F

74 S 74 LS 74 AS 74 ALS

LSLT

DR Familles logiques

Page 2

2) La technologie CMOS La technologie CMOS (Complémentaire Metal Oxyde Semiconductor), a vu le jour en 1970. Ses circuits logiques sont réalisés avec des transistors MOS. L’avantage principal de cette technologie est la faible consommation (au détriment de la rapidité). Latechnologie CMOS se décompose en 6 familles logiques ; on y distingue les CMOS classiques (2 familles) et les CMOS rapides (4 familles) :
Les 2 familles en CMOS classiques :

• • • •

la série 4000 (alimentation de 3 à 18 V) 74 C (même technologie que la série 4000, mais brochage et fonctions de la série 74)

Les 4 familles en CMOS rapides :

• •

74 HC (CMOS rapide comme la famille TTL…