Caractéristiques électriques

01/09/2011
Caractéristiques électriques
des circuits logiques
MLK - ECST
Caractéristiques électriques des circuits logiques
Caractéristiques électriques
des circuits logiques
Centre d’intérêt :
Objectif et Compétence :
Pré-requis :
Type :
CI4 Structures matérielles associées au traitement de l’information
CO8.sin2 établir un modèle de comportement à partir de mesures
TP « Les fonctions logiques intégrées dans des circuits électroniques »
Recherche documentaire
Objectifs spécifiques
• Distinguer les éléments caractéristiques des grandeurs d'entrée et de sortie d'un opérateur logique.
• Déterminer la fonction de transfert d'un opérateur logique.
Présentation
On distingue principalement deux technologies de fabrication des circuits intégrés (C.I.) logiques. On doit leur
développement à la société TI (Texas Instrument), inventeur des circuits intégrés. Ces deux technologies sont
nommées :
• TTL est l'abréviation de « Transistor-Transistor Logic ». Elle a été inventée en 1960. Cette famille est
réalisée avec des transistors bipolaires. (De nos jours, la technologie TTL, trop gourmande en énergie, tend
à être remplacée par la technologie CMOS).
• CMOS est l'abréviation de « Complementary Metal Oxide Semi-conductor ». Le premier dispositif MOS est
apparu en 1960. Son développement a été rendu possible par les progrès réalisé par la technologie TTL.
Cette famille est réalisée avec des transistors à effet de champs. Les microprocesseurs des ordinateurs ou les
capteurs des appareils photos numériques haut de gamme sont de technologie CMOS.
On peut trouver dans chacune de ces deux technologies des circuits aux fonctions identiques. Les C.I. d'une
même technologie possèdent des caractéristiques électriques communes indépendantes des fonctions logiques
réalisées.
L'objectif de cette recherche est d'identifier et de quantifier ces caractéristiques et de mettre en évidence les
différences entre les C.I. de technologie TTL et CMOS.
Les C.I. de technologie TTL (sauf 74C, 74HC, 74HCT) portent une référence constituée :
• Du préfixe 74 suivi ou non de lettres S, LS qui précisent les caractéristiques technologiques.
• Suivi d'un numéro de 2 ou 3 chiffres (qui définit la fonction logique). Exemple : 74LS00.
Les C.I. de technologie CMOS portent une référence constituée :
• Soit du préfixe 4, suivi d'un numéro de 3 ou 4 chiffres (qui définit la fonction). Exemple : CD4000.
• Soit d’une référence en 74 suivie d’un C (74C, 74HC ou 74HCT). Exemple : 74HC00.
Travail demandé
Terminologie
Les documentations techniques (notices des composants) sont surtout rédigées en Anglais. À l'aide de la
documentation mis à votre disposition, donner la traduction des termes suivants (fréquemment rencontrés
dans les notices techniques) :
Output : ___________
Voltage : ____________
Level : _____________
Input :
___________
Recherche documentaire
Supply Voltage :
____________
High / Low :
_____________
1
Caractéristiques électriques des circuits logiques
Circuits logiques TTL
Rechercher le sigle (abréviation anglaise) désignant chacun des termes suivants et relever sa valeur (pour la
série 74LS) :
Tension d'alimentation
Tension de sortie au niveau
positive : _________________
'0' (max) : __________________
Tension d'alimentation
Tension de sortie au niveau
négative : _________________
'1' (min) : __________________
Tension d'entrée au
Valeur max. du courant de
niveau '0' (max) : _________________
sortie au niveau '0' (max) : __________________
Tension d'entrée au
Valeur max. du courant de
niveau '1 (min) : _________________
sortie au niveau '1' (max) : __________________
Circuits logiques CMOS
Rechercher le sigle (abréviation anglaise) désignant chacun des termes suivants et relever sa valeur (pour la
série CD4000 UB, pour une tension d'alimentation de 15V et une température de 25°C) :
Tension d'alimentation
Tension de sortie au niveau
positive : _________________
'0' (max) : __________________
Tension d'alimentation
Tension de sortie au niveau
négative : _________________
'1' (min) : __________________
Tension d'entrée au
Valeur du courant de sortie
niveau '0' (max) : _________________
au niveau '0' (min) : __________________
Tension d'entrée au
Valeur du courant de sortie
niveau '1 (min) : _________________
au niveau '1' (min) : __________________
Conventions utilisées
Les tensions sont référencées par rapport à la masse. Les courants d'entrée
et de sortie sont repérés entrants.
1
• Représenter sur le dessin les tensions d'entrée et de sortie, les courants
d'entrée et de sortie (par leur sigle).
• Dessiner la caractéristique de transfert de ce composant (inverseur de
technologie TTL 74LS).
Recherche de fonction
Dans le cadre d’un projet incluant la conception d’une maquette, il faut savoir trouver la référence du
composant que l’on recherche.
• Donner la fonction des circuits intégrés portant les références suivantes :
7404 :
_________________
7430 :
_________________
4078 :
__________________
74386 :
_________________
4075 :
_________________
4030 :
__________________
• Donner la référence des C.I. réalisant les fonctions suivantes pour les deux technologies :
CMOS
TTL
Quadruple ET à 2 entrées :
__________________
___________________
Quadruple NON ET à 2 entrées :
__________________
___________________
Double ET à 4 entrées :
__________________
___________________
Quadruple OU à 2 entrées :
__________________
___________________
2