FUNDAMENTO TEORICO.Un circuito integrado (CI), tambin conocido como chip o microchip, es una pastilla pequea de material semiconductor, de algunos milmetros cuadrados de rea. Un circuito integrado es una pastilla (o "chip") muy delgada en la que se encuentran miles o millones de dispositivos electrnicos interconectados, principalmente transistores, aunque tambin componentes pasivos como resistencias o capacitores. Su rea puede ser de un cm2 o incluso inferior.La pastilla sobre la que se fabrican circuitos electrnicos generalmente mediante fotolitografa y que est protegida dentro de un encapsulado de plstico o cermica. El encapsulado posee conductores metlicos apropiados para hacer conexin entre la pastilla y un circuito impreso.Los circuitos integrados pueden clasificarse de diversas formas. Es posible hablar de los circuitos monolticos (fabricados en un nico monocristal, por lo general silicio), los circuitos hbridos de capa fina (con componentes que exceden a la tecnologa monoltica) y los circuitos hbridos de capa gruesa (sin cpsulas, con resistencias depositadas por serigrafa y cortes con lser).Caractersticas de los CIs: El tamao actual del circuito integrado vara de 1 mm cuadrado a ms de 200. El paquete plstico que contiene el chip es un poco ms grande. Su grosor puede variar desde una fraccin de un milmetro a varios milmetros. En 2009, los transistores en los chips de algunas computadores medan 45 nanmetros (milmillonsimas de un metro) de un lado. Estos chips tienen ms de 100 millones de transistores. Desde 1960, la industria de los semiconductores ha manejado el doble de transistores en un chip cada dos aos, una tendencia conocida como Ley de Moore. A medida que el conteo de transistores aumenta, tambin lo hace la funcionalidad del chip. Los dispositivos discretos, como los transistores y LED, estn hechos de chips de silicona individual. Los circuitos integrados obtienen su nombre porque combinan diferentes dispositivos en el mismo chip. Como los transistores en un chip son tan pequeos, muchas funciones que solan ser realizadas por varios chips ahora son realizadas por uno solo. Un microcontrolador, por ejemplo, incorpora un microprocesador completo, una memoria y una interfaz en el mismo dispositivo. Cada fabricante publica un libro de caractersticas (databook)Los circuitos integrados linealesLos circuitos lineales sean integrados o no, son los que trabajan con seales elctricas cuyos parmetros (tensin o corriente o carga) representan cantidades que pueden variar dentro de un margen que suele incluir el cero, valores positivos y negativos.Bsicamente son el Amplificador Operacional, el Comparador, el Temporizador y circuitos que suman, restan, multiplican, dividen, extraen la raz cuadrada, el logaritmo etc. en tiempo real.Son lo contrario de los circuitos digitales que trabajan con nmeros de dos niveles elctricos fijos que representan "1" y "0" y cuentan normalmente bajo el cdigo binario, y que pueden hacer tambin las mismas funciones, una vez que los parmetros originales han sido transformados en un nmero. Digitales Pueden ser desde bsicaspuertas lgicas(AND, OR, NOT) hasta los ms complicadosmicroprocesadoresomicrocontroladores. Algunos son diseados y fabricados para cumplir una funcin especfica dentro de un sistema mayor y ms complejo.En general, la fabricacin de los CI es compleja ya que tienen una alta integracin de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscpicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto a los antiguos circuitos, adems de un montaje ms eficaz y rpido.

Familias:Hay muchas familias lgicas de circuitos integrados digitales que han sido introducidos comercialmente, las ms populares son:Una familia lgica es el conjunto de circuitos integrados (CIs) los cuales pueden ser interconectados entre si sin ningn tipo de Interface o aditamento, es decir, una salida de un CI puede conectarse directamente a la entrada de otro CI de una misma familia. Se dice entonces que son compatibles.Las familias pueden clasificarse en bipolares y MOS. Podemos mencionar algunos ejemplos. Familias bipolares: RTL, DTL, TTL, ECL, HTL, IIL. Familias MOS: PMOS, NMOS, CMOS. Las tecnologas TTL (lgica transistor- transistor) y CMOS (metal oxido-semiconductor complementario) son los ms utilizadas en la fabricacin de CIs SSI (baja escala de integracin) y MSI (media escala de integracin).

CARACTERSTICAS GENERALES

NIVELES LGICOS

Para que un CI TTL opere adecuadamente, el fabricante especifica que una entrada baja vare de 0 a 0.8V y una alta vare de 2 a 5V. La regin que esta comprendida entre 0.8 y 2V se le denomina regin prohibida o de incertidumbre y cualquier entrada en este rango dara resultados impredecibles.Los rangos de salidas esperados varan normalmente entre 0 y 0.4V para una salida baja y de 2.4 a 5V para una salida alta.La diferencia entre los niveles de entrada y salida (2-2.4V y 0.8-0.4V) es proporcionarle al dispositivo inmunidad al ruido que se define como la insensibilidad del circuito digital a seales elctricas no deseadas.Para los CI CMOS una entrada alta puede variar de 0 a 3V y una alta de 7 a 10V (dependiendo del tipo de CI CMOS). Para las salidas los CI toman valores muy cercanos a los de VCC Y GND (Alrededor de los 0.05V de diferencia).Este amplio margen entre los niveles de entrada y salida ofrece una inmunidad al ruido mucho mayor que la de los CI TTL.

VELOCIDAD DE OPERACIN

Cuando se presenta un cambio de estado en la entrada de un dispositivo digital, debido a su circuitera interna, este se demora un cierto tiempo antes de dar una respuesta a la salida. A este tiempo se le denomina retardo de propagacin. Este retardo puede ser distinto en la transicin de alto a bajo (H-L) y de bajo a alto (L-H).La familia TTL se caracteriza por su alta velocidad (bajo retardo de propagacin) mientras que la familia CMOS es de baja velocidad, sin embargo la subfamilia de CI CMOS HC de alta velocidad reduce considerablemente los retardos de propagacin.

FAN-OUT O ABANICO DE SALIDA

Al interconectar dos dispositivos TTL (un excitador que proporciona la seal de entrada a una carga) fluye una corriente convencional entre ellos.Cuando hay una salida baja en el excitador, este absorbe la corriente de la carga y cuando hay una salida alta en el excitador, la suministra. En este caso la corriente de absorcin es mucho mayor a la corriente de suministro.Estas corrientes determinan el fan-out que se puede definir como la cantidad de entradas que se pueden conectar a una sola salida, que para los CIs TTL es de aproximadamente de 10. Los CIs CMOS poseen corrientes de absorcin y de suministro muy similares y su fan-out es mucho mas amplio que la de los CIs TTL. Aproximadamente 50.

OBJETIVOS. Verificar experimentalmente la operacin de las compuertas digitales bsicas: AND, OR y NOT. Verificar experimentalmente la operacin de las compuertas digitales universales: NAND y NOR. Verificar experimentalmente la operacin de las compuertas digitales especiales: EX-OR y EX-NOR