Famílias de Portas Logicas

Famílias Lógicas
Duas famílias de circuitos integrados são consideradas principais devido a sua ampla utilização: a família TTL (Transistor-Transistor Logic) e a família CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor). Elas não são as únicas, mas são seguramente as mais utilizadas em uma ampla gama de aplicações.
Existem algumas diferenças básicas entre as duas famílias devido as suas características construtivas. Componentes digitais do tipo TTL são formados em sua lógica por transistores e resistores, o que os tornam consumidores de energia maiores que os CMOS, porém mais rápidos. Já os componentes do tipo CMOS são fabricados com um tipo de tecnologia que utiliza transistores de efeito de campo ou Field Effect Transistor (FET) em lugar dos transistores bipolares comuns (como nos circuitos TTL) na elaboração dos circuitos integrados digitais.
Dentre as diferenças, podemos citar:
Níveis de tensão de saída e entrada:
Nas figuras seguintes são mostradas os níveis aceitáveis de entrada e saída de CIs CMOS e TTL:

Figura 1 - Valores de entrada e saída para CIs do tipo CMOS.

Figura 2 - Valores de entrada e saída para CIs do tipo TTL.
Consumo de energia:
Como citado anteriormente, a família TTL tem maior consumo devido a tecnologia utilizada na construção, possuindo dissipação de energia geralmente de 10mW por porta. Já a família CMOS possui baixa dissipação. O consumo de energia é dependente da tensão de alimentação, frequência, carga de saída e tempo de subida da entrada. Em 1MHz e carga de 50pF, a dissipação de energia é geralmente 10nW por porta.

Velocidade de chaveamento:
Um CI TTL tem velocidade menor que um CMOS, contudo a família TTL possui também maior dissipação de energia. Usualmente, os componentes TTL tem delay de 10ns, já os do tipo CMOS tem delay entre 25 e 50ns. Devido a isso, os componentes digitais CMOS não são indicados para operações que envolvam grandes frequências, para estas operações o indicado são CIs do tipo TTL.