Emitter-coupled logic

Emitter Coupled Logic (lógica de emisores acoplados) pertenece a la familia de circuitos MSI implementada con tecnología bipolar; es la más rápida disponible dentro de los circuitos de tipo MSI.

Historiale Puertas con diseños ECL se han implementado hasta con tubos de vacío, y por supuesto con transistores discretos. Y la primera familia con diseño ECL, la ECL I, apareció en el año 62 con las primeras familias de circuitos integrados. Ya en aquella época se trataba de la familia más rápida (un retardo de propagación típico de 8ns.), y también, era ya, la que más disipaba.

En la actualidad puede parecer que 8 ns es mucho cuando hay circuitos CMOS que con un consumo muy bajo (sobre todo estático) superan con creces esta prestación, pero en realidad la tecnología ECL también ha evolucionado tanto en diseño como en fabricación, y en la actualidad se consiguen retardos netamente inferiores al nanosegundo, con un consumo alto pero no desorbitado.

Introducción

A pesar de su limitada utilización, se trata de unas de las familias lógicas de más raigambre, y rancio abolengo, dentro de las tecnologías digitales. Incluso se podría decir que dentro de la electrónica en general, pues el par diferencial, en el que se basa la familia, domina ampliamente los circuitos integrados analógicos.

Como familia bipolar que es, el margen de ruido no es bueno. En este caso no sólo es reducido en margen a nivel bajo, sino que también lo es el margen a nivel alto. Esto es consecuencia de la reducida excursión lógica. Y la razón es que para conseguir velocidad deben variar poco los valores de tensión.

El principio que guía a la familia es tratar de evitar a toda costa que los transistores que configuran el circuito entren en saturación. Por lo que las conmutaciones serán entre corte (o casi corte) y conducción. Por lo tanto siempre vamos a tener transistores conduciendo, con lo que el consumo es continuo. Es decir no sólo hay picos de corriente en las transiciones, sino que siempre tendremos un consumo apreciable en el circuito. Por otro lado la presencia de corrientes significativas en el circuito en todo momento, hace que el fan-out sea bueno.

Es la forma de lógica más rápida, ya que los dispositivos activos se las arreglan para trabajar fuera de la saturación. También se hace aun mucho más rápida haciendo que las variaciones de señal lógicas sean aun menores (Dt=800mV), eso hace que el tiempo de carga y descarga de C de carga y parásitas sean aun menores...

El circuito ECL se basa en el uso de un interruptor de dirección de corriente, que se puede construir con un par diferencial, que se polariza con un voltaje Vr y de corriente I cte ambos. la naturaleza diferencial del circuito lo hace menos susceptible a captar ruido.

Existen 2 formas conocidas, la ECL 100k y la ECL 10K, la 100k es más rápida pero consume mayor corriente.

Other Languages