les circuits integres logiques

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Dans ce cours nous allons apprendre à utiliser les portes logiques électroniques,
dans le but de câbler un montage électronique réel réalisant un logigramme.
 Comment identifier, utiliser, et brancher un circuit intégré logique.
 Comment utiliser la platine d'essai pour réaliser un montage électronique.
 Comment réaliser un logigramme réel en utilisant des portes logiques
électroniques.
 Comment sont représentées le 0 logique et le 1 logique dans un montage
électronique.
I. Présentation des circuits intégrés logiques :
En électronique et en réalité, les portes logiques sont fabriquées et renfermées dans
des circuits intégrés. Ce sont des boitiers en plastiques à 14 pattes (dites aussi
broches)
Figure 1: Circuits intégrés logiques
Figure 2: Identification des broches
On peut remarquer sur le haut des circuits intégré un petit creux appelé « ergo ».
L’ergo permet d’orienter correctement le circuit intégré afin de repérer les différentes
bornes. On peut aussi trouver un point blanc qui indique la broche n°1.
Un circuit intégré renferme plusieurs portes logiques, dont les entrées et les sorties
sont accessibles sur les différentes bornes du circuit intégré. Pour identifier chaque
borne sans ambiguïté, elles sont numérotées de manière normalisée en respectant
le principe suivant :
TECHNOLOGIE
2ème Tech_Info
Tiss Badreddine

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 En regardant le circuit intégré avec l'ergo vers le haut, la borne n°1 est la
borne située en haut à gauche
 Les autres bornes sont numérotées en tournant dans le sens inverse des
aiguilles d'une montre.
Remarque : Ce principe reste vrai quel que soit le nombre de bornes
(de « pattes ») du circuit intégré.
II. Identification d’un circuit intégré logique :
Maintenant il est évident qu’un circuit intégré logique renferme des portes logiques
(ET, OU, NAND, NOR…). Mais comment savoir quel type de porte il y a là-dedans ?
Pour cela, chaque circuit intégré possède une référence imprimée sur le dessus de
son boîtier voir figure 3). Cette référence est composée de 4 à 7 caractères (chiffres
et/ou lettres).
Par exemple, sur la photo ci-contre la référence du circuit de gauche est 4029, et la
référence du circuit de droite est 74S113.
Figure 3
Pour connaître la fonction d’un circuit intégré dont on connaît la référence il faut
consulter le Mémotech qui contient la fiche technique relatif à chaque circuit intégré.
III. Différents types (familles) de circuits intégrés
logiques :
Ils existent deux grandes familles de circuits logiques :
 Technologie CMOS (Complmentary Metal Oxyd Semi-conductor) : les
circuits dont la référence est de la forme 40XX.
 Technologie TTL (Transistor Transistor Logique) : les circuits dont la
référence commence par 74 (74XX).

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 Remarque : Dans la référence 74 on trouve aussi la technologie CMOS,
c’est la référence qui contient la lettre C (74HCXX …) qui ne sera pas traité
dans notre cours.
Pour voir la différence entre ces deux familles et les utiliser en toute sécurité, le
tableau ci-dessous nous illustre leurs caractéristiques électriques.
Caractéristiques électriques
TTL (Série
74XX)
CMOS (Série 40XX)
Alimentation (Vcc)
5V ±𝟓%
De 3 à 18 V
VL
0.8V
U < 30% de Vcc
VH
2V
U > 70% de Vcc
VSL
0.4V
Environ 0,4V
VSH
2.7V
Environ Vcc
Temps de réponse
10 ns
8 à 10 ns
Consommation (à 0 ) par porte
1mW
< 1mW
Consommation (à 1 pour 5 MHz
1.5 mW
1,5 mW
IV. Câblage et réalisation réelle d’un logigramme :
Tout d’abord il faut connaître le brochage exact et la structure interne d'un circuit
intégré (disposition internes des portes), il faudra alors consulter le livre Mémotech
électronique.
Câbler un logigramme revient à faire le lien entre le brochage d'un circuit intégré et
le symbole de la fonction logique qu'on va réaliser. Pour ce faire il faut :
- Tracer le logigramme étudié.
- Identifier le nombre de circuits et de portes que nous allons utiliser.
- Identifier les connexions entres les différentes portes (symboles) ; pour
faciliter le travail vous pouvez énumérer les broches utilisés sur le
logigramme et suivre cette numérotation en interconnectant les différentes
broches. Mais généralement c’est une construction particulière d’un
logigramme, donc celui qui peut réaliser un logigramme peut facilement le
câbler.
Remarque : les bornes 7 et 14 servent à alimenter en tension le circuit intégré :
 La borne 7 doit être reliée au moins (-) d'une alimentation (ou le 0V).
 la borne 14 doit être reliée au plus (+) d'une alimentation (+Vcc).
Exemples : Manuel de cours page 65.
V. Notions fondamentales pour la pratique :
Pour câbler correctement un circuit logique ; il y a des précautions à prendre et des
notions à savoir et respecter. Evidemment la 1ère des choses c’est respecter les
caractéristiques électrique de chaque circuit utilisé.
1- Cas des entrées :

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 0 logique  C’est une connexion à la masse (borne – de l’alimentation ou
borne 0V).
 1 logique  C’est une connexion à +Vcc (borne + de l’alimentation).
2- Ces des sorties :
Les sorties sont généralement les récepteurs électrique (actionneurs). Dans la
simulation, ce sont des composants de signalisation (Buzzer, LED, lampes …)
Une sortie fonctionne  elle est à l’état logique 1.
Une sortie au repos  elle est à l’état logique 0.
3- Entrée non connectée :
En électronique numérique, on ne doit pas laisser une entrée utilisée non connectée,
d’où la nécessité d’une résistance appelée résistance de rappel à la masse qui force
l’entrée d’être à l’état logique 0 lorsqu’elle n’est pas connectée à +Vcc (voir figure 4)
Figure 4: Entrée logique connectée à un circuit
4- Les diodes LED :
Ce sont des diodes électroluminescentes sensibles au courant, elles doivent être
toujours montées avec des résistances de protection (voir figure 5).
Figure 5: Sortie logique (LED)
 Si a est ouvert, l’entrée est
reliée à travers la résistance
R ; donc elle est forcée à « 0 ».
 Si a est fermée ; la tension aux
bornes de la résistance est Vcc
qui est la tension appliquée à
l’entrée. Cette dernière est
alors à l’état logique 1.
! Quelle est alors le rôle de R ?
C’est pour éviter un court-
circuit lors de la fermeture du
contact « a ».
Si la sortie logique est à l’état
logique 1 ; un courant traverse la
diode LED qui s’allume.
La résistance R permet de réduire
(limiter) l’intensité de ce courant
et par la suite protéger la LED.

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ANNEXE
Brochage des circuits intégrés logiques
Les portes logiques de base.