Saturday, August 19, 2006
TRABAJO PRACTICO #1
1. Dada la función
La funciòn encontrada en su segunda forma canónica es:
2.- Dada la función: 
a).-Expresar la función mediante su respectiva tabla de verdad.
La tabla de verdad de esta función sería:
b).-Expresar la función en su primera forma canónica.
Para expresar la función en su primera forma canónica se debe considerar las salidas en 1, para luego negarla dos veces mediante Morgan:
La función canónica de este ejercicio es:
3.-Dada la siguiente tabla de verdad:
Expresar la función en su segunda forma canónica.
Para poder expresar en su segunda forma canónica se debe convertir la función a maxtermino, para ello se deberá agrupar los salidas (1), para luego aplicar la ley de morgan (negación doble); y asi quedará la función:
La funcion que nos resulta es:
4.- Verificar la siguiente igualdad:
ACD + `A`C + BD = P4(`1,`3,`5,`6,`7,`9,`12,`13)
como se puede observar en el procedimiento, se cumple la igualdad.
Codigo: C 428-6
Carrera: 4º Ing. Sistemas Electronico
Saturday, August 12, 2006
Los circuitos integrados son la base fundamental del desarrollo de la electrónica en la actualidad, debido a la tendencia a facilitar y economizar las tareas del hombre. Por esto es fundamental el manejo del concepto de circuito integrado, no sólo por aquellos que están en contacto habitual con este, sino también por las personas en general, debido a que este concepto debe de quedar inmerso dentro de los conocimientos mínimos de una persona. Un circuito integrado es una pieza o cápsula que generalmente es de silicio o de algún otro material semiconductor, que utilizando las propiedades de los semiconductores, es capaz de hacer las funciones realizadas por la unión en un circuito, de varios elementos electrónicos, como: resistencias, condensadores, transistores, etc.
Existen dos clasificaciones fundamentales de circuitos integrados(CI): los análogos y los digitales; los de operación fija y los programables; en este caso nos encargaremos de los circuitos integrados digitales de operación fija. Estos circuitos integrales funcionan con base en la lógica digital o álgebra de Boole, donde cada operación de esta lógica, es representada en electrónica digital por una compuerta.
Los circuitos digitales emplean componentes encapsulados, los cuales pueden albergar puertas lógicas o circuitos lógicos más complejos.
FAMILIA LÓGICA TTL
Las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL (Transistor, Transistor Logic), condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de características según el fabricante, (aunque es estándar), la resumiré en sólo algunas como que:
Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H.
La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor baza, ciertamente esta característica le hacer aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, SL, S, etc. y últimamente los TTL: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz.
Esta familia es la primera que surge y aún todavía se utiliza en aplicaciones que requieren dispositivos SSI y MSI. El circuito lógico TTL básico es la compuerta NAND. La familia TTL utiliza como componente principal el transistor bipolar. Como podemos ver en la figura, mediante un arreglo de estos transistores se logran crear distintos circuitos de lógica digital.
FAMILIA CMOS
Existen varias series en la familia CMOS de circuitos integrados digitales. La serie 4000 que fue introducida por RCA y la serie 14000 por Motorola, estas fueron las primeras series CMOS. La serie 74C que su característica principal es que es compatible Terminal por Terminal y función por función con los dispositivos TTL. Esto hace posibles remplazar algunos circuitos TTL por un diseño equivalente CMOS. La serie 74HC son los CMOS de alta velocidad, tienen un aumento de 10 veces la velocidad de conmutación. La serie 74HCT es también de alta velocidad, y también es compatible en lo que respecta a los voltajes con los dispositivos TTL.
Los voltajes de alimentación en la familia CMOS tiene un rango muy amplio, estos valores van de 3 a 15 V para los 4000 y los 74C. De 2 a 6 V para los 74HC y 74HCT.
Los requerimientos de voltaje en la entrada para los dos estados lógicos se expresa como un porcentaje del voltaje de alimentación. Tenemos entonces:
VOL(max) = 0 V
VOH(min) = VDD
VIL(max) = 30%VDD
VIH(min) = 70% VDD
Por lo tanto los margenes de ruido se pueden determinar a partir de la tabla anterior y tenemos que es de 1.5 V. Esto es mucho mejor que los TTL ya que los CMOS pueden ser utlizados en medios con mucho más ruido. Los margenes de ruido pueden hacerse todavía mejores si aumentamos el valor de VDD ya que es un porcentaje de este.
En lo que a la disipación de potencia concierne tenemos un consumo de potencia de sólo 2.5 nW cuando VDD = 5 V y cuando VDD = 10 V la potencia consumida aumenta a sólo 10 nW. Sin embargo tenemos que la disipación de potencia sera baja mientras estemos trabajando con corriente directa. La potencia crece en proporción con la frecuencia. Una compuerta CMOS tiene la misma potencia de disipación en promedio con un 74LS en frecuencia alrededor de 2 a 3 Mhz.
Ya que los CMOS tienen una resistencia de entrada extremadamente grande (1012 ) que casi no consume corriente. Pero debido a su capacitancia de entrada se limita el número de entradas CMOS que se pueden manejar con una sola salida CMOS. Así pues, el factor de carga de CMOS depende del máximo retardo permisible en la propagación. Comunmente este factor de carga es de 50 para bajas frecuencias, para altas frecuencias el factor de carga disminuye.
Los valores de velocidad de conmutación dependen del voltaje de alimentación que se emplee, por ejemplo en una 4000 el tiempo de propagación es de 50 ns para VDD = 5 V y 25ns para VDD = 10 V. Como podemos ver mientras VDD sea mayor podemos operar en frecuencias más elevadas.
Hay otras características muy importante que tenemos que considerar siempre, las entradas CMOS nunca deben dejarse desconectadas, todas tienen que estar conectadas a un nivel fijo de voltaje, esto es por que los CMOS son, al igual que los MOS muy susceptibles a cargas electrostáticas y ruido que podrían dañar los dispositivos.
FAMILIA ECL
La familia ECL, lo que quiere decir Lógica Acoplada en Emisor (emmiter-coupled logic) son unos circuitos integrados digitales los cuales usan transistores bipolares, pero a diferencia de los TTL en los ECL se evita la saturación de los transistores, esto da lugar a un incremento en la velocidad total de conmutación. La familia ECL opera bajo el principio de la conmutación de corriente, por el cual una corriente de polarización fija menor que la corriente del colector de saturación es conmutada del colector de un transistor al otro. Este tipo de configuraciones se les conoce también como la lógica de modo de corriente (CML; current-mode logic).
El circuito básico para los ECL es principalmente la configuración de amplificador diferencial. El funcionamiento de este amplificador es muy simple, se tiene una corriente fija IE que es producida por la fuenet VEE, esta corriente que pasa a través de la resistencia de 1k
permanece alrededor de 3 mA durante la operación normal de la compuerta. Ahora bien, depende del nivel de voltaje en la base de los transistores de entrada para definir que transistor debe conducir, esto significa que la corriente cambiará entre el colector de Q1 y Q2 y el de Q3. Los niveles lógicos para la familia ECL son los siguientes:
0 lógico -1.7 V
1 lógico -0.8 V
FAMILIA MOS
Los transistores de la tecnología MOS (Metal Oxide Semiconductors) son transistores de efecto de campo a los que llamamos MOSFET, la gran mayoría de los circuitos integrados digitales MOS se fabrican solamente con este tipo de transistores.
El MOSFET tiene varias ventajas: es muy simple, poco costoso, pequeño y consume muy poca energía. Los dispositivos MOS ocupan mucho menos espacio en un CI que los BJT, un MOSFET requiere de 1 mílesimo cuadrado del area del CI mientras que un BJT ocupa 50 mílesimos del area del CI. Esta ventaja provoca que los circuitos integrados MOS estén superando por mucho a los bipolares en lo que respecta a la integración a gran escala (LSI, VLSI). Todo esto significa que los CI MOS pueden tener un número mucho mayor de elementos en un solo subestrato que los circuitos integrados bipolares.
La velocidad de este tipo de tecnología es relativamente lenta cuando se compara con los BJT, esto se puede considerar como una de sus principales desventajas.
Los CI digitales MOS utilizan exclusivamente MOSFET de incremento, además nos interesa utilizarlos solamente como interruptores al igual que se usan los BJT en la familia TTL.
En los MOSFET canal N, el voltaje de la compuerta a la fuente VGS es el voltaje que determina si el dispositivo esta en ENCENDIDO o en APAGADO. Cuando VGS = 0 V, la resistencia del canal es muy alta de 1010
, o sea, que no existe un canal conductor entre la fuente y el drenaje ya que para propósitos prácticos esto es un circuito abierto. Mientra VGS sea cero o negativo el dispositivo permanecerá apagado. Cuando VGS se hace positivo, en particular un valor mayor al voltaje de umbral (VT) que por lo general es de 1.5 V, el MOSFET conduce. En este caso el dispositivo esta encendido y la resistencia del canal entre la fuente y el drenaje es de 1 k . El MOSFET canal P opera exactamente igual excepto que emplea voltajes de polaridad opuesta. Para encender los P-MOSFET, debe aplicarse un voltaje VGS negativo que exceda VT.
Los circuitos integrados P-MOS y N-MOS tiene una mayor densidad de integración por lo que son más económicos que los CMOS. Los N-MOS son más comunmente utilizados que los P-MOS, ya que son dos veces más rápidos y tienen cerca de dos veces la densidad de integración de los P-MOS.
Cuadro Comparativo De Las Familias
CARACTERISTICAS IMPORTANTES DE LA FAMILIA TTL
TTLLa familia TTL usa transistores del tipo bipolar por lo que está dentro de las familias lógicas bipolares.Las familias TTL estándar.-Texas Instruments (1964) introdujo la primera línea estándar de productos circuitales TTL. La serie 5400/7400 ha sido una de las familias lógicas de Circuitos Integrados más usadas. La diferencia entre las versiones 5400 y 7400 es que la primera es de uso militar, operable sobre rangos mayores de temperatura (de –55 a +125ºC) y suministro de alimentación (cuya variación en el suministro de voltaje va de 4,5 a 5,5 V). La serie 7400 opera sobre el rango de temperatura 0 – 70ºC y con una tensión de alimentación de 4,75 a 5,75 V. Ambas tienen un fan-out típico de 10, por lo que pueden manejar otras 10 entradas.
TTL de baja potencia, serie 74L00:Tienen menor consumo de energía, al costo de mayores retardos en propagación, esta serie es ideal para aplicaciones en las cuales la disipación de potencia es más crítica que la velocidad. Circuitos de baja frecuencia operados por batería tales como calculadoras son apropiados para la serie TTL.
TTL de alta velocidad, serie 74H00:Poseen una velocidad de conmutación mucho más rápida con un retardo promedio de propagación de 6ns. Pero la velocidad aumentada se logra a expensas de una disipación mayor de potencia.
TTL Schotty, serie 74S00:Tiene la mayor velocidad disponible en la línea TTL.Otras propiedades de los TTL son:-En cualquier Circuito Integrado TTL, todas las entradas son 1 a menos que estén conectadas con alguna señal lógica.-No todas las entradas en un Circuito Integrado TTL se usan en una aplicación particular.-Se presentan situaciones en que una entrada TTL debe mantenerse normalmente BAJA y luego hecha pasar a ALTA por la actuación de un suiche mecánico.-Las señales de entrada que manejan circuitos TTL deben tener transiciones relativamente rápidas para una operación confiable. Si los tiempos de subida o de caída son mayores que 1 µs, hay posibilidad de ocurrencia de oscilaciones en lasalida.
CARACTERISTICAS DE LA FAMILIA C-MOS
La tecnología MOS (Metal Oxido Semiconductor) deriva su nombre de la estructura básica MOS de un electrodo metálico montado en un aislador de óxido sobre un subestrato semiconductor. Los transistores de la tecnología MOS son transistores de campo denominados MOSFET. La mayoría de los CI digitales MOS se construyen exclusivamente con MOSFET.
Características principales.
voltaje de alimentación
Las series 4000 y 74C funcionan con valores de VDD que van de 3 a 15V, por lo que la regulación de voltaje no es un aspecto crítico. Las series 74HC y 74HCT funcionan con voltajes de 2 a 6 V.
niveles de voltaje.
Cuando las salidas CMOS manejan solo entradas CMOS, los niveles de voltaje de la salida pueden estar muy cercanos a 0V para el estado bajo, y a VDD para el estado alto.
Para circuitos operando en DC o de baja frecuencia, las capacidades del factor de carga son virtualmente ilimitadas. Sin embrago, para frecuencias mayores de 100 kHz, se observa un deterioro del factor de carga - siendo del orden de 50, lo que es un tanto mejor que en las familias TTL.
En comparación con las familias lógicas TTL, las familias lógicas MOS son más lentas en cuanto a velocidad de operación; requieren de mucho menos potencia; tienen un mejor manejo del ruido; un mayor intervalo de suministro de voltaje; un factor de carga más elevado y requieren de mucho menos espacio (área en el CI) debido a lo compacto de los transistores MOSFET. Además, debido a su alta densidad de integración, los CI MOS están superando a los CI bipolares en el área de integración a gran escala. (LSI - memorias grandes, CI de calculadora, microprocesadores, así como VLSI).
Por otro lado, la velocidad de operación de los CI TTL los hace dominar las categorías SSI o MSI (compuertas, FF y contadores).
CARACTERÍSTICAS DE FAMILIA ECL
La familia TTL utiliza transistores que operan en el modo saturado. Como resultado, su velocidad de conmutación esta limitada por el retardo en el tiempo de almacenamiento asociado con un transistor que se conduce a saturación. En cambio con el desarrollo de la ECL sa ha logrado mejorar las velocidades de conmutación. La familia ECL no se usa tan comunmente como las familias TTL y MOS, excepto en aplicaciones de muy alta frecuencia donde su velocidad es superior. Sus márgenes de ruido son relativamente bajos y tiene un elevado consumo de potencia son desventajas en comparación con las otras familias lógicas.
En la familia ECL los transistores nunca se saturan, esto hace que la velocidad de conmutación sea muy alta, el tiempo común de retardo es de 2ns. Los márgenes de ruido en el peor de los casos son de 250 mV. Esto hace a los ECL un poco inseguros para utilizarse en medios industriales de mucho trabajo.
También tenemos que tomar en cuenta la disipación de potencia de una compuerta ECL que es de 40 mW, muy alta en comparación a las otras familias. Otra desventaja es su voltaje de alimentación negativo y niveles lógicos, que no son compatibles con las demás familias y esto dificulta el uso de las ECL en conjunción con los circuitos TTL y MOS.
El flujo de corriente total en el circuito ECL permanece constante, no importa su estado lógico esto ayuda a mantener un consumo de corriente invariables en el suministro de potencia del circuito.
CARACTERÍSTICAS DE LA FAMILIA MOS
los circuitos MOS tiene algunos aspectos mejores y otros peores en comparación con los TTL o los ECL. El tiempo de retardo tan alto se debe a la alta resistencia de entrada que tienen estos dispositivos y a la capacitancia de entrada razonablemente alta. Los MOS consumen muy pequeñas cantidades de potencia por lo que son ampliamente utilizados para el LSI y el VLSI, donde se guardan grandes cantidades de compuertas en un solo encapsulado sin ocasionar sobrecalentamiento. Otro aspecto favorable es que los MOS son muy simples de fabricar, no requiere de otros elementos como resistencias o diodos. Esta característica y su bajo consumo de potencia son la causa de su gran auge en el campo digital.
La familia lógico MOS tiene una característica que no se había tomado en cuenta en las familias anteriormente estudiadas, la sensibilidad estática. Esto es, que los dispositivos MOS son sensibles a daño por electricidad estática. Al grado de que las mismas cargas almacenadas en el cuerpo humano pueden dañarlos. La descarga electrostática provoca grandes perdidas de estos dispositivos y circuitos electrónicos por lo que se deben tomar medidas especiales como: conectar todos los intrumentos a tierra física, conctarse a sí mismo a tierra física, mantener los CI en una esponja conductora o en papel aluminio; todo esto para evitar cargas electrostáticas que puedan dañar los dispositivos MOS.
COMPUERTAS LOGICAS
Compuerta OR:
La compuerta OR produce la función OR inclusiva, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), similar a la operación de aritmética de suma. Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
En la familia ttl la compuerta or es el codigo: 7432 y su diseño es la siguiente:
Compuerta NOR:
La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza un símbolo gráfico OR seguido de un círculo pequeño. Tanto las compuertas NAND como la NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de las funciones AND u OR, respectivamente.
En la familia TTL la compuerta Nor es el codigo: 7402 y su diseño es la siguiente:
Compuerta AND:
Cada compuerta tiene una o dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. La compuerta AND produce la unión lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0.
En la familia TTL la compuerta And es el codigo: 7408 y su diseño es la siguiente:
Compuerta NAND:
Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico que consiste en un símbolo gráfico AND seguido por un pequeño círculo. La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que Es la función AND la que se ha invertido.
En la familia TTL la compuerta Nand tiene como código 7400 y su diseño es la siguiente:
Compuerta OR exclusivo (XOR):
La compuerta OR exclusiva tiene un símbolo gráfico similar a la compuerta OR excepto por una línea adicional curva en el lado de la entrada. La salida de esta compuerta es 1 si cada entrada es 1 pero excluye la combinación cuando las dos entradas son 1. La función OR exclusivo tiene su propio símbolo gráfico o puede expresarse en términos de operaciones complementarias AND, OR .
En la familia TTL la compuerta exor tiene como código 7486 y su diseño es la siguiente:
Compuerta Ex - Nor
. La salida de ésta compuerta es 1 solamente si ambas entradas son tienen el mismo valor binario. Nosotros nos referiremos a la función NOR exclusivo como la función de equivalencia. Puesto que las funciones OR exclusivo y funciones de equivalencia no son siempre el complemento la una de la otra.
En la familia TTL la compuerta Señor tiene como codigo: 74266 y su diseño es el siguiente:
Compuerta NOT (Inversor):
El circuito inversor invierte el sentido lógico de una señal binaria. Produce el NOT, O función complemento. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria. Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa. El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un complemento lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.
En la familia TTL el codigo de esta compuerta es: 7407 y su diseño es el siguiente:
Existen compuertas And, Or, Nand, Nor, de tres o más entradas que poseen otro codigo segun la familia :
Codigo: C 428-6
Curso: 4º Ing. Electronica
Saturday, August 05, 2006
CIRCUITOS LOGICOS CON CONMUTADORES
I.-INTRODUCCION
Un circuito lógico es aquel que maneja la información en forma de "1" y "0", dos niveles de voltaje fijos. "1" nivel alto o "high" y "0" nivel bajo o "low".
Estos circuitos están compuestos por elementos digitales como las compuertas: AND (Y), OR (O), NOT (NO). y combinaciones poco o muy complejas de los circuitos antes mencionados. Estas combinaciones dan lugar a otros tipos de elementos digitales como los compuertas, entre otros.
Los circuitos lógicos se pueden representar de muchas maneras. En los circuitos siguientes la lámpara puede estar encendida o apagada ("on" o "off"), dependiendo de la posición del interruptor (apagado o encendido).
Los posibles estados del interruptor o interruptores que afectan un circuito se pueden representar en una tabla de verdad. Las tablas de verdad pueden tener muchas columnas, pero todas las tablas funcionan de igual forma. Hay siempre una columna de salida que representa el resultado de todas las posibles combinaciones de las entradas.
Los circuitos lógicos son básicamente un arreglo de interruptores, conocidos como "compuertas lógicas" (compuertas AND, NAND, OR, NOR, NOT, etc) Cada compuerta lógica tiene su tabla de verdad. Y, si pudiéramos ver en mas detalle la construcción de éstas, veríamos que es un circuito comprendido por transistores, resistencias, diodos, etc. conectados de manera que se obtienen salidas específicas para entradas específicas.
II.- OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES
-Implementar y verificar la operación y funcionamiento de los diferentes dispositivos lógicos.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
-Realizar las tablas de verdad para cada circuito Lógico.
-Realizar el funcionamiento de cada compuerta lógica con los componentes de laboratorio.
-Comparar las salidas del circuito construido con las tablas de verdad.
III.-RESUMEN
En este laboratorio se realizará tres compuertas lógicas que son la base de la electrónica. Las compuertas son: AND, OR, NOT.
COMPUERTA AND
Para poder realizar un planteo de esta compuerta se necesitará tres interruptores ya que las entradas serán tres (A,B,C), los tres interruptores estarán conectados en serie para luego conectarlas al diodo led. El funcionamiento del circuito debe obedecer a la tabla de verdad de la compuerta and de tres entradas.
El diodo led debe encenderse cuando todos los interruptores entén en ON, basta que un interruptor se encuentre en OFF el led deberá apagarse, y así se puede verificar si el circuito funciona correctamente.
Para poder realizar el planteo de esta compuerta se necesitará tres interruptores ya que las entradas serán tres (A,B,C)los tres interruptores estarán conectados en paralelo para el funcionamiento de esta compuerta, para luego conectarlos al diodo led. El funcionamiento del circuito debe obedecer a la tabla de verdad de la compuerta or de tres entradas.
El diodo led debe permanecer apagado solo cuando los interruptores estén en OFF caso contrario deben prenderse, y así se puede verificar si el circuito funciona correctamente.
Para realizar esta compuerta se necesitará un transistor de tres tiempos y así poder verificar el funcionamiento del circuito. Además se necesitará dos diodos Led, uno que se encuentra en la entrada y otro en la salida y así verificar la contradicción.
En un tiempo se debe prender un led y el otro debe permanecer apagado, cambiando de tiempo se debe observar lo contrario, osea el led que estuvo apagado se tendrá que prender y el otro que estuvo encendido deberá apagarse. Y en el ultimo tiempo deberan permanecer apagados ambos.
CIRCUITO LÓGICO
Una compuerta logica es un dispositivo que nos permite obtener resultados, dependiendo de los valores que le ingresemos.
Es necesario aclarar entonces que las compuertas logicas se comunican entre si, incluidos los microprocesadores, que son nada más que muchas compuertas agrupadas entre sí, usando el sistema BINARIO el cual consta de solo 2 indicadores, 0 y 1, que se representan como BIT, y ya que en electrónica solo hay 2 valores equivalentes 0=0volt 1=5volt, (conectado-desconectado), es decir cuando conectamos una compuerta a el negativo equivale a introducir un cero (0), y por el contrario si derivamos la entrada a 5v le estamos enviando un uno (1). Ahora para que comprendan como se comporta cada compuerta se debe ver su TABLA DE VERDAD, la que muestra todas las combinaciones lógicas posibles y su resultado.
La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones. Aunque los circuitos electrónicos pueden resultar muy complejos, en realidad se construyen de un número muy grande de circuitos muy simples.
En un circuito digital se transmite información binaria (ceros y unos) entre estos circuitos y se consigue un circuito complejo con la combinación de bloques de circuitos simples.
La información binaria se representa en la forma de "0" y "1", un interruptor "abierto" o "cerrado", "On" y "Off", "falso" o "verdadero", en donde "0" representa falso y "1" verdadero.
Los circuitos lógicos se pueden representar de muchas maneras. En los circuitos siguientes la lámpara puede estar encendida o apagada ("on" o "off"), dependiendo de la posición del interruptor. (apagado o encendido)
La utilización extendida de las compuertas lógicas, simplifica el diseño y análisis de circuitos complejos. La tecnología moderna actual permite la construcción de circuitos integrados (IC´s) que se componen de miles (o millones) de compuertas lógicas.
COMPUERTA AND
Es una de las compuertas mas simples dentro de la Electrónica Digital la representación de este circuito es de dos entradas en adelante y una sola salida su símbolo lógico y su tabla de verdad son las siguientes.
Tabla de verdad AND La compuerta NAND también hace la función de multiplicación, es decir toma los valores que le aplicamos a sus entradas y los multiplica. pero entrega el valor negado, esto es muy util, por que por ejemplo si estubieramos usando una AND normal, tendriamos que usar otro chip con un NOT para negar el resultado.
Tabla de verdad NAND
La compuerta OR realiza la función de suma, cuando se le aplica un uno a cualquiera de sus entradas el resultado será uno, independiente del valor de la otra entrada. Excepto cuando las dos entradas esten en 0 la salida será 0.
Tabla de verdad OR
La compuerta NOR realiza la función de suma, pero entrega el resultado invertido, ahorrandonos un NOT, su salida será 1 solo si las dos entradas son 0.
Tabla de verdad NOR
Esta compuerta XOR o or-exclusiva, se comporta de una manera especial y se usa muy poco, su caracteristica especial es que el resultado de salida será 1 si las dos entradas son distintas, osean 0-1 ó 1-0.
Tabla de verdad X-OR
Esta compuerta XNOR o Nor exclusiva, también se comporta de una manera especial, su caracteristica es que el resultado de salida será 1 si las dos entradas son del mismo valor, sean 0-0 ó 1-1.
Tabla de verdad X-NOR
La compuerta BUFFER es la más basica de todas, simplemente toma el valor que se le entrega y lo deja pasar tal cual, esto sirve para ajustar y aislar niveles lógicos, ya que no se pueden conectar infinita cantidad de compuertas a una misma señal, ya que el voltaje del nivel 1 empieza a decaer y el sistema falla.
Tabla de verdad
La compuerta NOT es todo lo cantrario al Buffer, invierte el valor que se le entrega, también tiene la utilidad de ajustar niveles pero tomando en cuenta que invierte la señal.
Tabla de verdad
Maquetas
Interruptores
Bombillas
Pilas de linterna de 1.5 V
Cable eléctrico delgado
Multimetro
Soldador y soldadura resinada
Herramientas (alicates, desarmadores, etc.)
VI.-LABORATORIO
1.- Dibujar en la maqueta el símbolo de la compuerta lógica que se quiere representar.
2.- Aplicar perforaciones en los puntos necesarios y cablear el circuito utilizando trozos de cable , interruptores pilas y focos de linterna de manera tal que con la activación adecuada de los interruptores en las entradas de los circuitos lógicos , se obtenga la señal esperada en el foco que representara la salida de las respectivas compuertas lógicas.
3.- Antes de energizar el circuito asegúrese de que los pines de alimentación y tierra estén correctamente conectados.
4.- llenar la respectiva tabla de verdad.
VII.-CONCLUSIONES
En este primer laboratorio realizado aprendimos:
- Que las operaciones: And, Or, Not, son las compuertas básicas para el funcionamiento de un circuito.
- En base a estas compuertas se diseñaron otras y así optimizar el manejo de circuitos para cualquier otro caso que se presente.
- También se pudo observar que las tablas de verdad aprendidas en algebra nos sirven mucho para poder saber con anticipación la salida que nos dará el circuito y así comprobar si realmente es óptimo el funcionamiento de ese circuito.
- Para tener un funcionamiento óptimo se debe diseñar el circuito antes de realizar con los componentes, cualquiera conexión mal efectuada puede dañar el foco (diodo led) o puede producir una salida del circuito inesperada.
VIII.-FE DE ERRATAS
En este primer laboratorio se pude señalar las siguientes observaciones:
- No se contaba con el material completo para poder realizar los tres experimentos, ya que tuvimos que hacer primero una compuerta, presentarlo, desarmarlo para luego realizar la siguiente compuerta.
- El laboratorio no cuenta con materiales apropiados para poder realizar los experimentos.
