Technologie des circuits intégrés numériques
Nous allons au cours de cette présentation passer en revue les principales notions liées aux circuits intégrés numériques. Après avoir vu la manière de réaliser les fonctions logiques de bases, et les caractéristiques de ces réalisations, nous nous intéresserons aux différentes familles de circuits disponibles. Le domaine des circuits intégrés numérique, en pleine évolution, voit la disparition des familles traditionnelles de circuits (TTL, série 4000…) présentant des fonctions figées au profit de nouveau circuits entièrement configurables (CPLD, FPGA en technologie CMOS). La compréhension des documentations techniques de ces nouveaux circuits, ainsi que l'étude de systèmes un peu anciens, nécessite cependant la connaissance des caractéristiques des anciennes familles.

1 Réalisation des fonctions logiques
Réalisées initialement avec des diodes, les fonctions logiques sont aujourd'hui synthétisées généralement au moyen de transistors généralement MOS fonctionnant en commutation (sauf cas particulier), afin de limiter la consommation et l'échauffement. Les schémas ci-après donnent un exemple de réalisation simple de fonctions combinatoires de base. Pour plus de généralité le transistor a été représenté par un interrupteur commandé par un signal d'entrée (si ce signal est au
NL1 l'interrupteur est fermé, il est traversé par un courant et la tension à ses bornes est nulle).

fonction
NON

fonction
NOR

V

fon ctio n
N AN D

V

CC

V

CC

R

R

S

E

E1

E2

CC

S

R
E2

S

E1

La résistance R utilisée dans ces schémas pose de nombreux problèmes : trop faible, elle conduit à une dissipation VCC/R² importante, tandis que trop grande elle augmente l'impédance de sortie de la porte, d'où des niveaux logiques de sortie dépendant de la charge et un temps d'établissement du signal important, à cause, entre autres, de la capacité parasite CP entre le point S et la masse (la constante de temps valant R CP).
Il est donc préférable de