Practica
#2: Electrónica básica de conmutación, saturación y corte.
Objetivo:
·
Familiarizar al estudiante con los dispositivos
integrados.
·
Indicar los elementos con los cuales cuenta el
laboratorio para la realización de posteriores prácticas y el funcionamiento de
las compuertas básicas
·
Analizar diferentes tipos de conmutación.
Informe
1.
Describa
lo que significa y representa es una compuerta lógica y cuál es la función del
voltaje de polarización.
Una compuerta lógica es un dispositivo que nos permite
realizar operaciones y obtener resultados dependiendo de las señales que
ingresamos. Las compuertas lógicas trabajan con lenguaje binario es decir con
“0” y “1”, donde la función del voltaje de polarización es asignar un cero o
uno dependiendo del voltaje de la siguiente manera:
0= 0 [V] (desconectado)
1=5 [V] (conectado)
2.
Describa
las tecnologías CMOS y TTL, además de esto establezca: diferencias, semejanzas
y en que se utilizan cada una de estas:
CMOS: (Metal Oxid Silicon
Complementary)
Esta tecnología hace uso de transistores NMOS y PMOS,
que son de efecto de campo, con configuración Tótem-pole similar a la
tecnología TTl. A continuación listaremos algunas características
Las series 4000 y 74C trabajan con voltajes que
están entre 3 a 15 V, Las series 74HC y
74RCT trabajan con voltajes que están entre
2 a 6 V. por lo que se puede decir que tienen un alto margen de voltaje
de alimentación.
Los márgenes de ruido son los mismos en ambos
estados y dependen de VDD. En VDD = 5 V, los márgenes de ruido son 1.5 V, es
decir tienen una alta inmunidad al ruido.
Muy bajo consumo de potencia están en el orden de
los microwatts.
Poseen una alta sensibilidad a la estática, por lo
que son muy propensos a daños, por lo que sus entradas deben estar siempre
conectadas.
Esta
tecnología se aplica en microprocesadores, memorias y procesadores digitales de
señales.
TTL(transistor-transistor logic)
Esta tecnologia hace uso de transistores bipolares de
juntura. A continuación listaremos algunas características
La serie 74 trabaja con
voltajes que están entre 4.75 y 5.25 V. La serie 54 trabaja con
voltajes que están de 4.5 hasta 5. 3 V, por lo que se puede decir que tienen un bajo
margen de voltaje de alimentación.
A diferencia de la tecnología CMOS, estos son muy
propensos al ruido
Su consumo de potencia está en el orden de los miliwatts.
Tiene una mejor velocidad de transmisión, y puede
llegar hasta los 250 Hz.
Esta tecnología se aplica en microprocesadores,
memorias ram y memorias prom.
Relación entre
TTL y CMOS
Cuando se emplean dispositivos CMOS y TTL, juntos,
es usual que el voltaje de alimentación sea de 5 V, para que una sola fuente de
alimentación de 5 V proporcione VDD para los dispositivos CMOS y VCC para los
TTL. Si los dispositivos CMOS funcionan con un voltaje superior a 5V para
trabajar junto con TTL se deben de tomar medidas especiales.
Diferencias
|
TABLA DE DIFERENCIAS
|
|
|
TTL (Transistor-transistor logic)
|
CMOS (Complementary
metal-oxide-semiconductor)
|
|
Voltaje de alimentación: La serie 74 de 4.75 a 5.25
V• La serie 54 de 4.5 hasta 5.5 V
|
Voltaje de alimentación: Las series 4000 y 74C de 3
a 15 V. Las series 74HC y 74RCT de 2 a 6 V
|
|
Disipación de potencia: Dependiendo del TTL, la
disipación está en el orden de los miliwatios
|
Disipación de potencia: muy baja en el orden de los
nanowatios.
|
|
Fabricación: Se requieren transistores bipolares de
juntura, por lo que estos van a ser más grandes que los CMOS
|
Fabricación: Se requieren MOSFET, por lo que el área
es muy pequeña, debido a lo compacto de estos transistores.
|
|
Todos son propensos al ruido
|
Algunos de estos tienen inmunidad al ruido.
|
|
|
Susceptibles a cargas electrostáticas y ruido que
podrían dañar los dispositivos
|
3.
Describa y
explique la nomenclatura de los circuitos integrados de la familia 74
Existen varias familias de circuitos integrados con la
serie 74xx, entre las más importantes están:
Familia 74L: (Low-power) Trabajan con un voltaje de alimentación
de 5V con una tolerancia de ± 0,5V Usa
la tecnología TTL, se caracteriza por tener valores grandes de resistencia por lo que requiere menos potencia.
Familia 74LS: (Low-power Schottky) Trabajan con un voltaje de
alimentación de 5V con una tolerancia de ± 0,5V Usa la tecnología TTL, se caracteriza por ser
muy rápida por lo que requiere mucha potencia, esta serie actualmente vendría a
ser la serie TTL, ya que la serie 7400 aunque es la estándar ya no se la
utiliza.
Familia 74HC (high-speed), Trabajan con un voltaje de alimentación
de 2 a 6 V. Usa la tecnología CMOS. Esta
familia tiene la misma disposición de pines que la familia 74LS, esta serie
puede ser alimentada con la salida de la serie 74HCT y no de la 74LS. Otra
característica es que se puede dañar con la estática.
Familia 74HCT: Trabajan con un voltaje de alimentación de 5V con una
tolerancia de ± 0,5V . Al igual que la
anterior serie usa tecnología CMOS, lo que hace especial a esta familia es que
puede trabajar con el voltaje de alimentación se la serie 74LS. La desventaja
es que es más propenso al ruido que la familia 74HC. Al igual que la anterior
familia es sensible a la estática.
4.
Consulte
acerca del factor de carga de salida de la serie TTL
El factor de carga de salida o fan out, indica el
número de cargas que pueden ser conectadas a la salida de la compuerta de la
serie TTL, es decir el número de cargas que puede llegar a excitar la
compuerta. Este factor depende de las corrientes máxima estado alto y bajo
especificadas por el fabricante. Por lo
general este factor se refiere al número de cargas de a misma familia, pero si
es de diferente familia se debe sumar las corrientes en estado alto y bajo,
posteriormente verificando si este resultado no excede la corriente nominal de
la salida de la compuerta.
5.
Consultar
de las compuertas de colector abierto, tótem-pole y salidas TTL de 3 estados. Presente sus
características, ventajas y desventajas.
Colector
abierto
Las compuertas con colector abierto tienen como
característica que no tiene resistencia de colector, por lo que requiere que se
coloque una, por lo que esta compuerta nos da la opción de cambiar la
resistencia de colector adecuado es decir la que necesitemos.
Ventajas
·
Nos permite colocar valores altos o bajos de voltaje,
según nuestra necesidad
·
Facilita el acoplamiento con compuertas lógicas con niveles altos distintos.
·
Podemos obtener una corriente de salida cualquiera,
por ende variar el factor de carga, es decir podemos determinar el número e
compuertas que queramos conectar a al salida.
·
Podemos
conectar varias compuertas con salida en colector abierto a un mismo bus de
datos.
Tótem
pole
Mediante el transistor T2 se obtiene que: cuando el transistor T4 conduce el T3 se encuentre abierto. Consiguiendo un
“1” de salida pero con la ventaja de que aunque pasa corriente por T4 como su voltaje
es 0V, su disipación de potencia es 0mW
y la potencia disipada por R4 es. En la otra posición T2 consigue que cuando T3
conduzca, T4 está abierto, provocando que la intensidad por T4=0mA y por lo
tanto la potencia disipada sea 0mW. Como T3 conduce su VCE=0 y por lo tanto la
potencia disipada =0mW.
En los dos
casos la potencia disipada es muy baja, consiguiendo así altos niveles de
integración.
Ventajas
·
Potencia disipada baja
·
Altos niveles de integración
Salidas
TTL 3 estados
Esta configuración se deriva de a Totem-pole, la diferencia es que añadimos un
transistor T5 que es controlado por na patilla de inhibición, de manera que si
introducimos un “1” se le hace conducir dándonos
como resultado VCE=0. Esto produce que T1 conduzca y de domo resultado el corte de T2, produciendo además el corte de T3. Como se puede ver el al
introducir un “1” en T5 los dos transistores T4 y T3 están cortados. Lo que produce
que el potencial sea nulo, esto es haya
una alta impedancia o aire. Si la entrada de inhibición es 0, provoca que T5 esté
cortado y que su influencia sea nula en el funcionamiento del circuito y este
se comporte como la función que implementa. La aplicación, es la construcción
de buses de comunicación en los que cada puerta deposita la información de
manera aleatoria.
Bibliografía
·
http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/familias-logicas.pdf
·
ttp://www.retrogames.cl/gates.html
·
http://www.uned.es/ca-bergara/ppropias/Morillo/web_et_dig/03_fam_log_ttl/transp_fam_logi_ttl.pdf
No hay comentarios.:
Publicar un comentario