Circuit intégré logique

Les circuits intégrés logiques concernent les circuits intégrés numérique opérant en logique Booléenne aussi nommée logique tout-ou-rien.



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  • Les modules comportent chacun un circuit intégré logique dont l'ensemble des entrées et ... protégé contre les inversions de polarité de la tension d'alimentation... des sorties par 5 DELs (4 pour sorties C1 à C4, 1 pour sortie Retenue).... (source : electrome)
  • Les circuits intégrés logiques sont classés suivant leur technologie de ... de sortie niveau HAUT : niveau de tension de la sortie d'un circuit logique... (source : jmb-electronique)

Les circuits intégrés logiques concernent les circuits intégrés numérique opérant en logique Booléenne aussi nommée logique tout-ou-rien (TOR).

Caractéristiques

Les caractéristiques des circuits intégrés logiques sont normalisées par des lettres :

Alimentation du boîtier

La plage d'alimentation dépend de la technologie utilisée. Elle est le plus souvent de 5V pour les composants anciens (TTL), de 6V max pour les CMOS, de 18V max pour la famille CMOS CD4000 et elle est passée à 3, 3V, 2, 5V, 1, 8V pour les technologies récentes (LV-CMOS... ).

La consommation

La puissance électrique consommée dépend de la technologie utilisée (finesse de la gravure du silicium), et augmente linéairement avec le courant moyen (fonction de la fréquence et de la charge appliquée aux sorties) et au carré de la tension d'alimentation.

C'est pourquoi les technologies les plus récentes utilisent des tensions d'alimentation de plus en plus faibles pour pouvoir augmenter la fréquence de fonctionnement sans risquer la destruction par échauffement.

Du point de vue de la physique du composant, on a plutôt tendance à penser que le temps de propagation de l'électron dans un transistor CMOS doit être le plus rapide envisageable pour augmenter la vitesse de fonctionnement (de commutation). Pour augmenter cette vitesse, on cherche à diminuer la largeur du canal de circulation des électrons (actuellement 65nm).

En réponse au fait que la tension de claquage (destruction) d'un transistor diminue par rapport à la largeur de gravure des conducteurs, on diminue la tension de fonctionnement.

Grandeurs d'entrée-sortie

Tensions

VIH est la tension requise pour être reconnue comme un 1 logique en entrée. Une tension inférieure risque d'être mal interprétée par l'étage d'entrée.
VIL est la tension requise pour être reconnue comme un 0 logique en entrée. Une tension supérieure risque d'être mal interprétée par l'étage d'entrée.
VOH est la tension apportée pour être reconnue comme un 1 logique en sortie. La valeur minimale est indiquée par le constructeur.
VOL est la tension apportée pour être reconnue comme un 0 logique en sortie. La valeur maximale est indiquée par le constructeur.

Courants

IIH est le courant traversant l'entrée quand une tension de niveau haut est appliquée.
IIL est le courant traversant l'entrée quand une tension de niveau bas est appliquée.
IOH est le courant traversant la sortie quand une tension de niveau haut est apportée.
IOL est le courant traversant la sortie quand une tension de niveau bas est apportée.

La sortance ou facteur de charge

La sortance ou facteur de charge est le nombre maximal d'entrées d'autres circuits intégrés logiques qui peuvent être pilotées par la sortie. Plus simplement la sortance est le terme qui sert à désigner le courant maximum que peut apporter un CI sans risquer de destruction ou de chute de la tension de la tension de sortie ou un comportent «erratique».

Les retards de propagation

La propagation des signaux aux travers des transistors n'est pas instantanée. On peut distinguer :

Les transitions des signaux

Pour éviter la métastabilité, les signaux d'entrée (mais également de sortie pour les boîtiers suivants) doivent passer rapidement d'un état logique à l'autre.

Le produit vitesse-consommation

Le produit du retard de propagation et de la puissance de consommation est un indice de performance du circuit.

L'immunité au bruit

Les champs électriques et magnétiques de l'environnement peuvent induire des signaux parasites, l'immunité au bruit est la capacité d'un circuit intégré à tolérer les signaux parasites sans pour tout autant avoir un comportement incontrôlé ou erratique.

Logique à injection ainsi qu'à absorption de courant

La technologie différencie les circuits intégrés qui fournissent ou absorbent un courant par leur (s) patte (s) de sortie (s).

Échelle d'intégration

L'échelle d'intégration définit le nombre de portes contenu dans le boîtier du circuit intégré.

Technologies

Les références des circuits intégrés logiques standard sont normalisées. Elles sont de la forme ID-74-HC-244-A-DGG-R-E4, où :

TTL

La technologie TTL (Transistor Transistor Logic) utilise des transistors à jonction.


Les diverses familles sont les suivantes :

Alimentation de 4, 5V à 5, 5V.


ECL

La technologie ECL (Emitter Common Logic : Logique à émetteurs communs) a longtemps été l'unique technologie permettant d'atteindre de des fréquences de fonctionnement élevées (supérieures à 100 MHz)

CMOS

La technologie complementary metal oxyd semi conductor utilise essentiellement des transistors à effet de champ CMOS.

  • FCT,
  • ACL,
  • CD4000, Alimentation de 3 à 18V
  • HC (high speed C-MOS), Alimentation de 2V à 6V.
  • HCT, Alimentation de 2V à 6V.
  • LVC, Alimentation de 1, 65V à 3, 6V.
  • LV, Alimentation de 2V à 5, 5V.
  • CBT,
  • AHC,
  • GTLP,
  • VME,
  • ALVC,
  • little logic,
  • AVC,
  • CBTLV,
  • TVC,
  • CB3x,
  • PCA/PCF,
  • AUC, Alimentation de 0, 8V à 2, 7V.
  • LVCxT,
  • AUP1T,
  • AVCxT

Hybride

Il existe de nombreuses technologies hybrides entre TTL et CMOS et chaque année de nouvelles sont découvertes.

BICMOS

Voir aussi

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