Modelo Eléctrico de Circuitos Integrados: Características, Tensiones y Compatibilidad

Modelo Eléctrico de Circuitos Integrados

Características del Modelo Eléctrico

Las características básicas que definen el modelo eléctrico de un circuito integrado son:

1. La tensión de alimentación.
2. Las tensiones entrada/salida.
3. Las corrientes entrada/salida.
4. La capacidad de entrada.

Relación entre Tensiones de Entrada y Niveles Lógicos

VIHmin es la tensión mínima de entrada que se interpreta como un nivel alto, y VILmax es la tensión máxima de entrada que representa un nivel bajo.

Dependencia de la Tensión de Salida Respecto a la Corriente de Salida

Cuando la corriente de salida es muy pequeña, las tensiones de salida se acercan a los valores óptimos (Vcc para un nivel alto, Gnd para un nivel bajo). A medida que la corriente aumenta, la tensión cambia produciéndose un deterioro de la calidad del nivel lógico.

Compatibilidad entre Niveles Lógicos de Salida y Entrada

Para asegurar la correcta comunicación entre diferentes circuitos integrados, es fundamental que los niveles lógicos de salida de un circuito sean compatibles con los niveles lógicos de entrada de otro circuito. Esto implica:

• El valor mínimo del nivel lógico de salida a nivel alto (VOH min) sea mayor que el valor mínimo del nivel lógico de entrada a nivel alto (VIH min): VOH min > VIH min.
• El valor máximo del nivel lógico de salida a nivel bajo (VOL max) sea menor que el valor máximo del nivel lógico de entrada a nivel bajo (VIL Max): VOL Max < VIL Max.

Problemas del Cableado Lógico de Salidas con Baja Impedancia

Conectar directamente las salidas de dos o más circuitos integrados puede generar problemas, especialmente si estas salidas tienen baja impedancia.

• Niveles Lógicos Indeterminados: Cuando las dos salidas establezcan niveles lógicos diferentes, la tensión del nodo de salida toma un valor indeterminable haciendo inválido el nivel lógico del nodo de conexión. La tensión de salida: ????0=????????????????????????????????????+???????????? (Figura 24.).
• Corriente de Cortocircuito: Esta conexión establece un camino de baja impedancia entre la tensión de alimentación y tierra, atravesando los circuitos de salida. Esto genera una circulación de corriente de alta intensidad (decenas de miliamperios) que las células digitales no están diseñadas para soportar, pudiendo ocasionar un deterioro permanente de los chips.

Si ROL y ROH tienen valores parecidos, la tensión del nodo no diferirá mucho de la mitad de la tensión de alimentación.

Figura 24