Introducción
La electrónica digital es la tecnología que hace posible la creación de dispositivos “digitales” como relojes, calculadoras y computadoras, entre otros.
Interruptores lógicos
Los circuitos lógicos digitales son redes complejas de interruptores hechos con transistores. Éstos circuitos lógicos simples se llaman compuertas. Como ejemplo tenemos:
(Gp:) La lámpara enciende siA Y B están cerrados
(Gp:) A B
(Gp:) La lámpara enciende siA O B están cerrados
(Gp:) A
B
Circuitos lógicos con transistores
Las siguientes pantallas mostrarán como los interruptores hechos con base a transistores se utilizan para formar cuatro circuitos de decisión o compuertas lógicas básicas, se muestra la tabla de verdad, la cual muestra la salida de todas las combinaciones posibles.
Compuerta AND
(Gp:) A
B
(Gp:) 10kW
(Gp:) 10kW
(Gp:) 4.7kW
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 6V
(Gp:) Salida
(Gp:) A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
(Gp:) B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
(Gp:) Salida
Tierra
Tierra
Tierra
+6V
(Gp:) AB
(Gp:) Salida
Compuerta NAND
(Gp:) A
B
(Gp:) 10kW
(Gp:) 10kW
(Gp:) 4.7kW
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 6V
(Gp:) Salida
(Gp:) A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
(Gp:) B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
(Gp:) Salida
+6V
+6V
+6V
Tierra
(Gp:) AB
(Gp:) Salida
Compuerta OR
(Gp:) A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
(Gp:) B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
(Gp:) Salida
Tierra
+6V
+6V
+6V
(Gp:) A
B
(Gp:) 10kW
(Gp:) 10kW
(Gp:) 4.7kW
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 6V
(Gp:) Salida
(Gp:) AB
(Gp:) Salida
Compuerta NOR
(Gp:) A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
(Gp:) B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
(Gp:) Salida
+6V
Tierra
Tierra
Tierra
(Gp:) A
B
(Gp:) 10kW
(Gp:) 10kW
(Gp:) 4.7kW
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 2N2222
(Gp:) 6V
(Gp:) Salida
(Gp:) AB
(Gp:) Salida
Resumen
(Gp:) A
0
0
1
1
(Gp:) B
0
1
0
1
(Gp:) A or B
0
1
1
1
(Gp:) A nor B
1
0
0
0
(Gp:) A nand B
1
1
1
0
(Gp:) A and B
0
0
0
1
(Gp:) A xor B
0
1
1
0
(Gp:) A xnor B
1
0
0
1
Sustituyendo los voltajes y las “tierras” por los dígitos binarios tenemos:
La secuencia de las entradas corresponden a los cuatro primeros números expresados en el sistema binario
(Gp:) AB
(Gp:) Salida
(Gp:) Compuerta XNOR
(Gp:) AB
(Gp:) Salida
(Gp:) Compuerta XOR
Tipos de transistores
TTL (Transistor Transistor Logic): Son circuitos fáciles de usar, requieren pocos cuidados en su manejo, soportan 20 MHz o más. Cada transistor gasta mucha energía: 3 mA. La versión LowPower Schottky utiliza 80% de voltaje y es más veloz. Requiere 5 V. Las entradas no conectadas las asume como 1. Colocar las salidas no utilizadas al voltaje de alimentación para ahorrar energía.
(éstos son los que vamos a usar, podemos conectar un capacitor de 0.01 a 0.1 mF)
Tipos de transistores
CMOS (Complementary Metal-Oxide-Silicon): Son circuitos muy sensibles a la estática y no son tan rápidos como los TTL. Gastan poca energía: 0.1 mA. Pueden energizarse con voltajes de 3 a 18V. Las entradas pueden provocar ruido. No conectar las entradas cuando el circuito no tenga corriente.
Estructura Interna Circuito Integrado LS7400
Vcc
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8
Uso de la tableta protoboard
(Gp:) Tableta protoboard
(Gp:) Cable telefónicoblindado
(Gp:) Circuitos integrados
(Gp:) Resistencias
(Gp:) Puedes agregar otros componentes, como
LEDs, o enganchar otras tabletas de experimentación
(Gp:) Al insertar cualquier patita de un componente, automáticamente queda conectada toda la columna
(Gp:) La alimentación del circuito se coloca en los extremos a lo largo de la tableta
(Gp:) – +
(Gp:) Todos las entradas comparten
la misma información, los
grupos se mantienen
independientes
Los puentes o interconexiones se hacen con un cable de cobre protegido con plástico aislante
(Gp:) Energizamos una línea para alimentar al circuito integrado
(Gp:) Energizamos una línea para alimentar al circuito integrado
Éstos puentes permiten hacer interconexiones en nuestra tarjeta y poder reutilizarse.
Hay otro tipo de tarjetas para probar circuitos
(Gp:) Las líneas energizadas corren alrededor del circuito
Área de trabajoparalos circuitos
Área de interfaz con otros circuitos
(Gp:) Alrededor de cada agujero existe un recubrimiento metálico para las conexiones de soldadura
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