Tecnología TTL para niños
TTL es la abreviatura en inglés de transistor-transistor logic, que significa «lógica transistor a transistor». Es una forma de construir circuitos electrónicos digitales. En los componentes hechos con tecnología TTL, los elementos de entrada y salida usan transistores bipolares.
Contenido
¿Qué es la tecnología TTL?
La tecnología TTL es como un "lenguaje" que usan los componentes electrónicos para comunicarse. Imagina que los transistores son pequeños interruptores que se encienden y apagan muy rápido. TTL usa estos interruptores para crear circuitos que procesan información digital, es decir, información que se representa con dos estados: encendido (1) o apagado (0).
Características principales de los circuitos TTL
Los circuitos TTL tienen algunas características importantes:
- Voltaje de funcionamiento: Generalmente, funcionan con un voltaje de 5 voltios (V). Es un rango muy específico, entre 4.75V y 5.25V.
- Niveles lógicos: Para que un circuito TTL entienda un "0" (estado bajo), el voltaje debe estar entre 0.0V y 0.8V. Para un "1" (estado alto), el voltaje debe estar entre 2.2V y el voltaje de alimentación (Vcc).
- Velocidad y consumo: Los circuitos TTL son muy rápidos para cambiar entre los estados "0" y "1". Sin embargo, esta velocidad hace que consuman más energía. Por eso, se han creado diferentes versiones de TTL, como FAST, LS y S, para mejorar este equilibrio. También existen versiones más modernas como los CMOS (HC, HCT).
- Distancia de señal: Las señales de los circuitos TTL no pueden viajar muy lejos por un cable sin perder fuerza. Si necesitas que la señal llegue lejos, se requieren circuitos adicionales.
Historia de la tecnología TTL
La tecnología TTL comenzó a desarrollarse en los laboratorios de Sylvania. Sin embargo, fue la compañía Signetics la que la hizo muy popular. Los circuitos TTL eran más rápidos y resistentes al ruido (interferencias) que las tecnologías anteriores, como la DTL. Poco después, Texas Instruments empezó a fabricar sus propios circuitos TTL, creando la famosa serie 74xx, que se convirtió en un estándar muy usado en la industria electrónica.
Familias de circuitos TTL
Los circuitos TTL se identifican con un número que empieza con 74 (o 54 para usos militares o industriales). Después, tienen un código de una o varias letras que indica a qué "familia" pertenecen, y finalmente, un número de 2 a 4 cifras que es el modelo específico del circuito.
Aquí te mostramos algunas de las familias más conocidas:
- TTL: Es la serie estándar, la original.
- TTL-L (low power): Diseñada para consumir menos energía.
- TTL-S (schottky): Son circuitos muy rápidos, que usan un tipo especial de diodo llamado diodo Schottky.
- TTL-LS (low power schottky): Combina el bajo consumo de la serie L con la velocidad de la serie S. ¡Es una de las familias más usadas!
- TTL-F (FAST): Significa "Fairchild Advanced Schottky Technology", y son muy rápidos.
- TTL-HCT (high speed C-MOS): Son circuitos CMOS (otra tecnología) que son compatibles con los niveles de voltaje de TTL.
Evolución y mejoras de las familias TTL
La primera familia fue la 7400 (o 74N). Pronto aparecieron versiones para diferentes necesidades: la 74L, que era más lenta pero consumía menos, y la 74H, que era más rápida.
El problema de la velocidad en los primeros TTL era que los transistores se "saturaban" (se llenaban de carga) al encenderse, y tardaban un poco en "limpiarse" antes de apagarse. Para solucionar esto, se empezaron a usar diodos Schottky junto a los transistores. Estos diodos evitan que los transistores se saturen demasiado, haciendo que los circuitos sean mucho más rápidos. Así nacieron las familias 74S y 74LS, que reemplazaron a las 74L y 74H por ser más eficientes.
Con el tiempo, las mejoras en la fabricación permitieron hacer transistores más pequeños, lo que llevó al desarrollo de nuevas familias como la 74F (de Fairchild) y las 74AS y 74ALS (de Texas Instruments), que eran aún más avanzadas.
¿Cómo funciona la tecnología TTL?
La tecnología TTL se organiza en tres partes principales:
- Etapa de entrada: Aquí se usa un transistor especial con varias "entradas" en lugar de los diodos que se usaban en tecnologías anteriores.
- Separador de fase: Es un transistor que crea dos señales opuestas, una "encendida" y otra "apagada", a partir de una sola señal.
- Driver (o etapa de salida): Esta parte está formada por varios transistores que se encargan de entregar la señal final. Un grupo de transistores se activa para producir el estado "bajo" (0) y otro grupo para producir el estado "alto" (1).
Esta configuración puede variar un poco entre los diferentes tipos de circuitos TTL, especialmente en la etapa de salida, dependiendo de si el circuito es un "búfer" (que amplifica la señal) o si tiene salidas especiales como "colector abierto" o "tres estados".
Algunas familias, como la 74LS, son un poco diferentes. No tienen el transistor multiemisor característico de TTL, sino que usan diodos Schottky en la entrada, similar a la tecnología DTL. Esto les permite trabajar con un rango más amplio de voltajes de entrada, lo que facilita su conexión con otros tipos de circuitos, como los CMOS.
Aplicaciones de la tecnología TTL
Los circuitos TTL, especialmente las familias LS y S, se han usado en muchos dispositivos electrónicos importantes:
- Microprocesadores: Son el "cerebro" de las computadoras y otros dispositivos. Ejemplos incluyen el 8X300 de Signetics y la familia 2900 de AMD.
- Memorias RAM: Son memorias de acceso rápido que usan las computadoras para guardar información temporalmente.
- Memorias PROM: Son memorias de solo lectura que se pueden programar una vez.
- PAL (Programmable Array Logic): Son chips que se pueden programar para realizar funciones lógicas específicas.
Véase también
En inglés: Transistor–transistor logic Facts for Kids
- Diodo
- Transistor
- DTL
- RTL
- ECL
- CMOS
