circuitos digitales i

50
CIRCUITOS DIGITALES I Atencia Arenas Bryan José Peña Fernández Andrés Felipe PRESENTADO A: ING. RONALD ZAMORA. FACULTAD DE INGENIERIA UNIVERSIDAD DE LA COSTA CUC BARRANQUILLA 1

Upload: bryan-jose-atencia-arenas

Post on 11-Aug-2015

128 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Circuitos Digitales i

CIRCUITOS DIGITALES I

Atencia Arenas Bryan José

Peña Fernández Andrés Felipe

PRESENTADO A:

ING. RONALD ZAMORA.

FACULTAD DE INGENIERIA

UNIVERSIDAD DE LA COSTA

CUC

BARRANQUILLA

2013

1

Page 2: Circuitos Digitales i

TABLA DE CONTENIDO.

1. INTRODUCCION………………………………………………………32. OBJETIVOS…………………………………………………………….43. MARCO TEORICO…………………………………………………….5

3.1 SISTEMAS ANALOGICOS Y DIGITALES……………………...5 3.1.1 MAGNITUD ANALOGICA………………………………....5 3.1.2 MAGNITUD DIGITAL…………………………………...….5 3.1.3 DIFERENCIAS DE MAGNITUD ANALOGICA Y DIGITAL………………………………………………...………..53.2 NIVELES LOGICOS…………………………………...................53.3 CIRCUITO DIGITAL INTEGRADO………………………...……6 3.3.1 TIPOS……………………………………………………......6 3.3.2 CLASIFICACION SEGÚN COMPLEJIDAD………….....7 3.3.3 ENCAPSULADOS Y NUMEROS DE PINES………..…83.4 TTL, CMOS……………………………………………………..…9 3.4.1 SERIES MÁS COMUNES DE TTL Y CMOS…….…….11 3.4.2 COMPARACION DE CMOS Y TTL EN TERMINOS DE DISPOSITIVOS Y PARAMETROS…………………………………………….……14 3.4.3 SERIES DE COMPUERTAS PARA TECNOLOGIAS CMOS Y TTL CON HOJA CARACTERISTICA………………………………183.5 CODIGOS DE LAS COMPUERTAS……………………….…373.6 AVERIAS EN COMPUERTAS……………………………..….37

4. CONCLUSION………………………………………………….…...395. BIBLIOGRAFIA……………………………………………………...40

2

Page 3: Circuitos Digitales i

1. INTRODUCCION.

La definición de circuitos digitales, provienen de los sistemas digitales que simplemente son un conjunto de elementos que se encargan del procesamiento de señales digitales, el estudio eficaz de estos sistemas hacen evolucionar a la humanidad porque como se puede ver en el mundo actual las grandes tecnologías o los nuevos aparatos electrónicos están centrados en un gran porcentaje en sistemas digitales, el estudio interno y externo de las piezas que conforman estos sistemas hacen que cada día se faciliten más las cosas para el usuario final.

Se estudiaran conceptos básicos de los sistemas digitales y los análogos, además de cuáles son los circuitos integrados que conforman el sistema digital, se observara desde la parte y estructura externas así como la interna.

2. OBJETIVOS.

3

Page 4: Circuitos Digitales i

OBJETIVO GENERAL.

Estudiar sistemas digitales y análogos.

OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Identificar sistemas digitales y análogos. Definir los circuitos digitales integrados. Comparar tecnología CMOS y TTL. Identificar averías en circuitos integrados.

3. MARCO TEORICO.

4

Page 5: Circuitos Digitales i

3.1 SISTEMAS ANALOGICOS Y DIGITALES.

3.1.1 MAGNITUD ANALOGICA.

Una magnitud analógica es aquella que puede tomar cualquier valor real dentro de cualquier margen que se determine, pero de forma continua. [1]

Ej.: El tiempo, la presión, la distancia, el sonido.

3.1.2 MAGNITUD DIGITAL.

Ahora, si se quiere definir magnitud digital debemos colocar por ejemplos aquellos procesos que solo pueden tomar un valor en un conjunto finito de valores determinados, es decir ya esta magnitud no es continua sino discreta.

Ej.: Día de la semana, mes del año.

3.1.3. DIFERENCIAS.

Como se pueden ver la principal diferencia es que una magnitud es discreta y la otra es continua.

Las magnitudes digitales poseen poco ruido, son más seguros al momento de utilizarlos y son más precisos.

3.2 NIVELES LOGICOS.

Un nivel lógico es la tensión que se utiliza para representar los 1 y 0 de un sistema lógico, se estudiaran los niveles lógicos como ALTO (HIGH) y BAJO (LOW) aunque esto no necesariamente debe cumplir estas reglas, ya que un nivel alto y bajo lo podemos definir como cualquier tensión comprendida entre un máximo y un mínimo que se encuentren anteriormente especificados.

5

Page 6: Circuitos Digitales i

Fig. 1 Rango de niveles lógicos. [1]

En la grafica anterior se puede observar claramente las posiciones de los niveles lógicos viendo por encima en la parte superior Vh (máx.) que es el valor más alto que puede alcanzar un nivel lógico. Por debajo se observa Vh (min.) esta señala el nivel mínimo para que un nivel lógico se pueda catalogar como ALTO.

Se observa por debajo una franja oscura donde se plantea el valor comprendido entre el valor mínimo de un nivel lógico ALTO y el valor máximo del nivel lógico BAJO, lo que expresa esta franja es inaceptable ya que si se trabaja dentro de ese rango el funcionamiento no es correcto en un sistema.

Al igual que en los niveles ALTOS para los niveles BAJOS existen también valores máximos y mínimos para alcanzar un nivel lógico BAJO, Vl (máx.) y Vl (min.) son los valores máximos y mínimos para alcanzar dicho NIVEL LOGICO.

3.3 CIRCUITO DIGITAL INTEGRADO.

Se denomina familia lógica, al conjunto de circuitos integrados que son fabricados utilizando una puerta básica determinada. Las características esenciales de cada familia lógica son:

1) todos los circuitos de una misma familia poseen propiedades eléctricas y temporales similares, es decir, los mismos parámetros de conmutación. Como consecuencia de esto último.

2) todos los circuitos de una misma familia se pueden conectar entre sí directamente. Para conectar puertas de diferentes familias normalmente hay que utilizar circuitos especiales o etapas de interfase. [3]

3.3.1 TIPOS DE CIRCUITOS DIGITALES INTEGRADOS.

Existen diferentes tipos de circuitos digitales integrados, entre los que se encuentran:

6

Page 7: Circuitos Digitales i

- DIP: Es el encapsulado de inserción más típico en la electrónica digital, Su forma física es la de un bloque con dos hileras paralelas de pines metálicos. La cantidad de éstos depende de cada circuito integrado.[1]

Fig. 2 Encapsulado del DIP

- SMT: Es la tecnología de montaje superficial, el montaje superficial es un método más moderno, que permite ahorrar espacio, alternativo al montaje de inserción.

- SOIC (Small-Outline IC), PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier), LCCC (Leadless Ceramic Chip Carrier), FP (Flat-Pack): Estos son unos tipos de encapsulados que están disponibles en distintos tamaños dependiendo del número de pines (cuanto más complicado sea el circuito, mayor numero de pines). [1]

SOIC PLCC LCCC FP

Fig 3. Encapsulados de diferentes tipos de circuitos digitales.

3.3.2 CLASIFICACION SEGUN SU COMPLEJIDAD.

Aunque su definición puede variar de una fuente a otra o aunque unos lo definan de diferentes formas, los circuitos integrados según su complejidad se clasifica ya sean de mayor a menor complejidad o viceversa, en este caso se definirán de mayor a menor complejidad. ULSI, VLSI, LSI, MSI, SSI es la estructura que se tomo para definir la complejidad.

- La integración a ultra escala (Ultra Large-Scale Integration, ULSI): Son memorias de gran capacidad y además son grandes microprocesadores como potentes computadoras en un único chip. Contienen más de 100000 puertas equivalentes por un solo chip.

7

Page 8: Circuitos Digitales i

- La integración a muy gran escala (Very Large-Scale Integration, VLSI): Es la integración de varios circuitos integrados con un número de puertas equivalentes desde 10000 hasta 99999 por un solo chip.

- La integración a gran escala (Large-Scale Integration, LSI): Contienen circuitos integrados con un número de puertas de 100 hasta 9999 puertas por un chip incluyendo memorias.

- La integración a media escala (Medium-Scale Integration, MSI): Son los circuitos integrados que poseen de 12 a 99 puertas en un solo chip. Incluyen funciones lógicas, tales como codificadores, decodificadores, contadores y otros.

- La integración a baja escala (Small-Scale Integration, SSI): Son los circuitos integrados que tienen hasta 12 puertas en un solo chip incluye puertas básicas y flip flops. [1]

3.3.3 ENCAPSULADOS Y NUMEROS DE PINES.

Cada encapsulado de circuitos integrados tiene una forma estándar para determinar e identificar los números de pines de estos circuitos es decir los terminales. En la parte de arriba de la capsula se observa el pin 1 mediante una muesca o punto o simplemente una esquina biselada, desde allí en ese punto se observa el pin 1. Empezando por el pin 1, el número de pin aumenta a medida que se desciende, y se continúa por el lado opuesto en sentido ascendente. Así que el número mayor del pin es siempre el que se sitúa a la derecha de la muesca.

Fig. 4 Numero de pines encapsulados.

Cabe resaltar que como se ve en la figura anterior la que se encuentra en la parte derecha que son los encapsulados PLCC y LCCC tienen terminales en sus cuatros costados. En estos casos el pin 1 se identifica un punto o una marca como en los encapsulados generales o comunes, la numeración de los terminales se

8

Page 9: Circuitos Digitales i

incrementa en sentido contrario a las agujas del reloj mirando la parte superior del encapsulado.

3.4 TTL Y CMOS.

TTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor".  Esta tecnología denominada TTL tiene sus orígenes en los estudios de Sylvania, fue Signetics la compañía que la popularizó por su mayor velocidad e inmunidad al ruido que su predecesora DTL, ofrecida por Fairchild Semiconductor y Texas Instruments, principalmente. Texas Instruments inmediatamente pasó a fabricar TTL, con su familia 74xx que se convertiría en un estándar de la industria.

Principalmente La tecnología TTL o “Lógica transistor a transistor” es una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales, cuyos dispositivos de entrada y salida son transistores bipolares.

Características:

Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre 4,75V y 5,25V; sus niveles lógicos basados en los niveles característicos de los circuitos digitales las cuales son cuatro especificaciones lógicas diferentes: VIL VIH, VoL y VOH están dadas de la siguiente manera el VIL es la tensión de entrada válida para el rango 0 a 0.8V que representa un nivel lógico 0 (bajo). El rango de tensión V IH

representa las tensiones validas de un 1 lógico entre 2 y 5V. El rango de valores desde 0.8 a 2V determina un funcionamiento no predecible, por lo tanto estos valores no son permitidos. El rango de tensión de salida VoL VOH se da de la siguiente manera:

Fig. 5

El margen de ruido es la medida de la inmunidad al ruido de un circuito y en la tecnología TTL se da de la siguiente manera.

9

Page 10: Circuitos Digitales i

Fig. 6

La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc., y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz. Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).

La tecnología TTL se caracteriza por tener tres etapas, siendo la primera la que le nombra:

Etapa de entrada por emisor. Se utiliza un transistor multiemisor en lugar de la matriz de diodos de DTL. Separador de fase. Es un transistor conectado en emisor común que produce en su colector y emisor señales en contrafase.

Driver. Está formada por varios transistores, separados en dos grupos. El primero va conectado al emisor del separador de fase y drenan la corriente para producir el nivel bajo a la salida. El segundo grupo va conectado al colector del divisor de fase y produce el nivel alto.

Tecnología CMOS:

CMOS (del inglés complementary metal oxide semiconductor, "semiconductor de metal oxido complementario") es una de las familias lógicas empleadas en la fabricación de circuitos integrados (chips). Su principal característica consiste en la utilización conjunta de transistores de tipo pMOS y tipo nMOS configurados de tal forma que, en estado de reposo, el consumo de energía es únicamente el debido a las corrientes parásitas. Este tipo de tecnología de semiconductores es ampliamente usado. Los semiconductores CMOS utilizan circuitos NMOS (polaridad negativa) y PMOS (polaridad positiva). Dado que solo un tipo de circuito está activo en un tiempo determinado, los chips CMOS requieren menos energía que los chips que usan solo un tipo de transistor. Esto los hace particularmente atractivos para el uso en dispositivos que usan baterías como Notebook, las

10

Page 11: Circuitos Digitales i

computadoras también contienen una pequeña cantidad de batería tipo CMOS para memorizar la fecha, hora y algunas configuraciones del sistema.

3.4.1 SERIES MÁS COMUNES DE TTL Y CMOS

Para la familia de los TTL existe un listado de 7400 de series lógicas digitales y 54 (aplicaciones militares).

Otras características dependen de la subfamilia que se utilice, podemos encontrarnos con chips de modelo estándar, de bajo consumo (L), de alta velocidad (H), Schottky (S), Schottky de bajo consumo (LS), Schottky avanzado (AS), TTL Schottky avanzado de bajo consumo (ALS), ó el TTL rápido (TTL ALS Fairchild) (F) entre otros

Los TTL estándar: las cuales no poseen letras identificativa de subfamilia como los SN 7400 como se puede notar que después de 74 no hay ninguna letra identificativa por lo cual es una serie estándar los 00 nos indican que el chip está formado por 4 puertas NAND de dos entradas cada una.

Los TTL de bajo consumo: Se les identifica con la letra L que precede al 74 como los S74L02 el cual es un C.I fabricado por Signetics correspondiente a esta serie y que contiene 4 puertas NOR de dos entradas cada una.

Los TTL de alta Velocidad: Identificada con la letra “H”. Es una versión modificada de la serie estándar, con unos valores de resistencia bastante más bajos. Como el SN74H10 este es un C.I TTL de alta velocidad, cuya constitución interna está formada por tres compuertas AND de tres entradas cada una y fabricada por Texas Instruments.

TTL Schottky: Su letra identificativa se corresponde con la “S”. Esta serie es dos veces más rápida que la serie 74H y el consumo de potencia es muy similar, razón por la que la serie 74H ya ha quedado en desuso. El DM74S07 es un C.I fabricado por National Semiconductor, formado por seis inversores a colector abierto, definido esto último mediante la numeración “07”

TTL Schottky de bajo consumo: Esta serie es una variante del Schottky pero como su nombre lo indica, tiene un menor consumo de potencia. Identificados con las letras “LS” como el S74LS07 C.I de seis inversores con salida a colector abierto.

TTL Schottky avanzada: Es la más rápida de las series TTL, se identifica con las letras “AS” como el SN74AS03 este C.I fabricado por Texas Instruments formado por cuatro puertas NAND de dos entras cada una.

11

Page 12: Circuitos Digitales i

TTL schottky avanzada de bajo consumo de potencia: de todas las series TTL, es junto con la 74L la que ofrece una menor disipación de potencia (1mW), se identifica con las letras “ALS”. Como el S74ALS46

TTL Schottky avanzada de fairchilld: es la última serie Schottky aparecida en la lógica TTL. Posee una alta impedancia de entrada; La siguiente tabla contiene los valores de las características más representativas de las diferentes series TTL

Fig. 7

CMOS

Para la familia de los CMOS el primer fabricante que produjo lógica CMOS, denomino a estos circuitos integrados como la serie 4000 (4000, 4001, etc.) y este sistema de numeración fue adoptado por otros fabricantes. Algunos fabricantes han producido una amplia gama de componentes CMOS siguiendo las funciones y asignaciones de pines de las familias TTL 74XX. Estos reciben números de serie como 74CXX, 74HCXX, 74HCTXX, 74aCXX o 74ACTXX en los cuales la “C” significa CMOS, la “A” indica que son dispositivos avanzados y la “T” indica que estos dispositivos son compatibles con los de las familias TTL (trabajan con los niveles lógicos y de alimentación TTL)

Estas son las series más comunes en la familia de los CMOS:

Serie 4000:

- La primera serie CMOS

- Bajo consumo pero muy lentos

- No compatible con TTL

74HC: CMOS de alta velocidad

12

Page 13: Circuitos Digitales i

74HCT: CMOS de alta velocidad Comp. TTL

74AC: CMOS avanzado

74ACT: CMOS avanzado Comp. TTL

74AHC: CMOS avanzado de alta velocidad

Cuadro comparativo entre familias lógicas

((*) O lo que permita el tiempo de propagación admisible)

PARAMETRO TTL estándar

TTL 74L

TTL Schottky de baja potencia (LS)

Fairchild 4000B CMOS (con Vcc=5V)

Fairchild 4000B CMOS (con Vcc=10V)

Tiempo de propagación de puerta

10 ns 33 ns 5 ns 40 sn 20 ns

Frecuencia máxima de funcionamiento

35 MHz 3 MHz 45 MHz 8 MHz 16 MHz

Potencia disipada por puerta

10 mW 1 mW 2 mW 10 nW 10 nW

Margen de ruido admisible

1 V 1 V 0.8 V 2 V 4 V

Fan Out 10 10 20 50 (*) 50 (*)

13

Page 14: Circuitos Digitales i

3.4.2 COMPARACION DE CMOS Y TTL EN TERMINOS DE DISPOSITIVOS Y PARAMETROS.

El CMOS como es una red que la hace superior a otras en la fabricación de circuitos integrados digitales por lo siguiente:

El bajo consumo de potencia estática, gracias a la alta impedancia de entrada de los transistores de tipo MOSEFET y a que, en estado de reposo, un circuito CMOS sólo experimentará corrientes parasitas. Esto es debido a que ninguno de los dos estados lógicos existe un camino directo entre la fuente de alimentación y el terminal de tierra, o lo que es lo mismo, uno de los dos transistores que forman el inversor CMOS básico se encuentra en la región de corte en estado estacionario.

Gracias a su carácter regenerativo, los circuitos CMOS son robustos frente a ruido o degradación de señal debido a la impedancia del metal de interconexión.

La tecnología de fabricación está muy desarrollada, y es posible conseguir densidades de integración muy altas a un precio mucho menor que otras tecnologías.

La sensibilidad a las cargas estáticas ha sido un problema que a través de la historia se ha ido resuelto mediante protecciones en las entradas del circuito, pueden ser diodo en inversa conectados a masa y a la alimentación, que además de proteger el dispositivo, reducen los transitorios o zener conectados a masa.

El comportamiento de la estructura MOS es sumamente sensible a la

existencia de cargas atrapadas en el óxido. Una partícula alfa o beta que atraviese un chip CMOS puede dejar cargas a su paso, cambiando la tensión umbral de los transistores y deteriorando o inutilizando el dispositivo.

TTL.

Rangos de voltaje de alimentación y temperatura

Voltaje nominal de 5V.

La serie 74 de 4.75 a 5.25 V

14

Page 15: Circuitos Digitales i

La serie 54 de 4.5 hasta 5.5 V.

La serie 74 temperaturas de 0ºC hasta 70º C

La serie 54 temperaturas de -55ºC a 125º C.

La serie 54 tiene un costo mayor dada su mayor tolerancia.

Esta serie se emplea solo en aplicaciones donde debe mantenerse la operación confiable sobre un amplio margen de condiciones externas.

Disipación de Potencia.

Una compuerta NAND TTL estándar disipa una potencia promedio de 10 mW.

• ICC (promedio) = 8 mA y una PD (promedio) = 8mA x 5 V = 40 mW.

Esta es la potencia total requerida por las cuatro compuertas del encapsulado. De este modo, una compuerta NAND requiere una potencia promedio de 10 mW.

Retrasos de propagación.

La compuerta NAND TTL estándar tiene retrasos de propagación característicos de

• tPLH = 11 ns

• tPHL = 7 ns

Con un promedio es de tpd (prom) = 9 ns.

Factor de carga de salida.

Es una medida del número de entradas que una compuerta puede controlar sin exceder las especificaciones de la misma. El flujo de corriente en una de entrada o salida se considera positivo si fluye hacia adentro y se considera negativa si fluye hacia afuera de la terminal. Cuando conectamos una salida con una o más entradas, la suma algebraica de las corrientes debe dar cero.

Entradas no conectadas(flotantes): cualquier entrada en un circuito TTL que se deja desconectada actúa como un 1 lógico aplicado a esa entrada, debido a que en cualquier caso la unión o diodo base-emisor de la entrada no será polarizado en sentido directo.

15

Page 16: Circuitos Digitales i

Transitorios de Corriente.

Este efecto global se puede resumir como sigue: Siempre que una salida TTL tipo tótem pasa de BAJO a ALTO, se consume una espiga de corriente de la amplitud de la fuente de alimentación VCC.

En un circuito o sistema digital puede haber muchas salidas TTL cambiando de estado al mismo tiempo, cada una consumiendo una espiga angosta de corriente de la fuente de poder.

CMOS.

VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN.

• Las series 4000 y 74C funcionan con valores de VDD, que van de 3 a 15 V

• Las series 74HC y 74RCT funcionan con un menor margen de 2 a 6 V.

Cuando se emplean dispositivos CMOS y TTL, juntos, es usual que el voltaje de alimentación sea de 5. Si los dispositivos CMOS funcionan con un voltaje superior a 5V para trabajar junto con TTL se deben de tomar medidas especiales.

NIVELES DE VOLTAJE.

Cuando las salidas CMOS manejan sólo 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. Los requerimientos de voltaje en la entrada para dos estados lógicos se expresa como un porcentaje del voltaje de alimentación.

INMUNIDAD AL RUIDO.

Ruido: “cualquier perturbación involuntaria que puede originar un cambio no deseado en la salida del circuito.”

Los circuitos lógicos deben tener cierta inmunidad al ruido la cual es definida como “la capacidad para tolerar fluctuaciones en la tensión no deseadas en sus entradas sin que cambie el estado de salida”.

DISIPACIÓN DE POTENCIA.

Uno de los principales motivos del empleo de la lógica CMOS es su “muy bajo consumo de potencia”. Cuando un circuito lógico CMOS se encuentra en estático u disipación de potencia es extremadamente baja, aumentando conforme aumenta

16

Page 17: Circuitos Digitales i

la velocidad de conmutación. Se produce una disipación de potencia dc típica del CMOS de sólo 2.5 nW por compuerta cuando VDD = 5 V

• aún en VDD = 10 aumentaría sólo 10 nW.

Con estos valores de PD es fácil observar por qué la familia CMOS se usa ampliamente en aplicaciones donde el consumo de potencia es de interés primordial.

FACTOR DE CARGA.

El factor de carga de CMOS depende del máximo retardo permisible en la propagación. Comúnmente este factor de carga es de 50 para bajas frecuencias (<1 MHz). Por supuesto para altas frecuencias, el factor de carga disminuye.

VELOCIDAD DE CONMUTACIÓN.

Los CMOS, al igual que N-MOS y P-MOS, tiene que conducir capacitancias de carga relativamente grandes, su velocidad de conmutación es más rápida debido a su baja resistencia de salida en cada estado. Los valores de velocidad de conmutación dependen del voltaje de alimentación que se emplee, por ejemplo en una a compuerta NAND de la serie 4000 el tiempo de propagación es de 50 ns para VDD = 5 V y 25ns para VDD = 10 V.

ENTRADAS CMOS.

Las entradas CMOS nunca deben dejarse desconectadas, ya que son muy sensibles a la electricidad estática y al ruido. Tienen que estar conectadas a un nivel fijo de voltaje alto o bajo (0 V o VDD) o bien a otra entrada. Esta regla se aplica aún a las entradas de otras compuertas lógicas que no se utilizan en el mismo encapsulado.

17

Page 18: Circuitos Digitales i

3.4.3 HOJAS CARACTERISTICAS DE COMPUERTAS.

74LS08: AND [5]

18

Page 19: Circuitos Digitales i

19

Page 20: Circuitos Digitales i

20

Page 21: Circuitos Digitales i

74LS00: NAND [6]

21

Page 22: Circuitos Digitales i

22

Page 23: Circuitos Digitales i

23

Page 24: Circuitos Digitales i

24

Page 25: Circuitos Digitales i

74LS32: OR [7]

25

Page 26: Circuitos Digitales i

26

Page 27: Circuitos Digitales i

27

Page 28: Circuitos Digitales i

74LS04: NOT [8]

28

Page 29: Circuitos Digitales i

29

Page 30: Circuitos Digitales i

30

Page 31: Circuitos Digitales i

74LS02: NOR [9]

31

Page 32: Circuitos Digitales i

32

Page 33: Circuitos Digitales i

33

Page 34: Circuitos Digitales i

74LS86: XOR [10]

34

Page 35: Circuitos Digitales i

35

Page 36: Circuitos Digitales i

36

Page 37: Circuitos Digitales i

3.5 CODIGOS DE LAS COMPUERTAS.

CMOS.

74HC Y 74HCT: CMOS de alta velocidad (la “T” indica compatibilidad TTL).

74AC Y 74ACT: CMOS avanzada.

74AHC Y 74AHCT: CMOS de alta velocidad avanzada.

74LV: CMOS de baja tensión.

74LVC: CMOS de baja tensión.

74ALVC: CMOS de baja tensión avanzada.

74BCT: BiCMOS

74ABT: BiCMOS avanzada.

74LVT: BiCMOS de baja tensión.

74ALB: BiCMOS de baja tensión.

TTL.

74: TTL estándar (sin letra).

74S: TTL Schottky.

74LS: TTL Schottky de baja potencia.

74ALS: TTL Schottky de baja potencia avanzada.

74F: TTL rápida. [1]

3.6 AVERIAS EN COMPUERTAS.

La localización de averías es el proceso de reconocer, aislar y corregir un fallo en un sistema o circuito. Para poder localizar de forma efectiva, se debe entender como se supone que trabaja el circuito o sistema y se debe estar en disposición de reconocer un funcionamiento incorrecto.

37

Page 38: Circuitos Digitales i

Fallos internos en los Circuitos Integrados lógicos.

Los circuitos abiertos y los cortos circuitos son los fallos más comunes en las puertas internas del CI. Se pueden producir tanto en las entradas como en las salidas de las puertas. Antes de solucionar el problema, se debe comprobar la alimentación continua. [1]

Condiciones para probar las puertas.

Debe asegurarse en una compuerta NAND O AND siempre de que la entrada a la que no se aplican impulsos se encuentran a nivel ALTO, para activar la puerta. En una OR o NOR debe asegurarse siempre que a la entrada que no se aplican impulsos se encuentran en nivel BAJO, en las XOR y XNOR los niveles de entradas no importan.

Efectos de una salida que se encuentra internamente en un circuito abierto.

Una salida que este en circuito abierto impide que una señal entrante llegue a la salida.

Localización de fallo: salida en abierto.

Para poder localizar la falla se debe constar de una Sonda lógica y de un pulsador de la misma manera, el pulsador le envía la señal en una de las entradas y la sonda en la salida, si no hay respuesta en la salida es porque salida está abierta.

Entrada o Salidas cortocircuitadas.

Aunque este fallo no es común cuando una entrada o una salida se cortocircuitan a la alimentación, esta permanecerá en alto. Si una entrada o una salida se cortocircuita a masa permanecerá a nivel BAJO. Si dos entradas o una entrada y una salida se cortocircuitan entre si, entonces estarán siempre al mismo nivel. [1]

Abiertos y cortos externos.

Muchos de los fallos que los afectan se deben a fallos externos, dentro de estos fallos se incluyen las soldaduras incorrectas, cortes de conductores y salpicaduras de estaño, estos fallos se localizan mediante los mismos métodos, que es la medición de las salidas insertándole ya sea un tren de pulsos en la entrada, pero antes de eso lo primero que se debe realizar es la inspección visual del circuito.

38

Page 39: Circuitos Digitales i

4. CONCLUSION.

Alcanzado todo el estudio se pudo identificar cuáles son los sistemas análogos y los digitales, además se supo cuáles son sus diferencias, y el porqué se utilizan, además se pudo comparar la tecnología CMOS y la TTL y se vieron cada tipo de circuitos integrados, aunque solo se investigaron los DATASHEET de cada uno se supo cuales son las características de cada uno.

39

Page 40: Circuitos Digitales i

5. BIBLIOGRAFIA.

[1] Floyd Thomas. Fundamentos de Sistemas digitales. 9ª. Edición. 2006. Pretince Hall. Número de Sistema CUC: 23814. Signatura Topog: 621.39/F628

[2]http://dl.acm.org/citation.cfm?id=226948&coll=DL&dl=GUIDE&CFID=279197717&CFTOKEN=18714968 Base especializada REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[3]http://www.dte.us.es/tec_inf/itis/tcomp/Tema5/Tema5.pdf REVISADA: 19/02/2012

[4] http://www.slideshare.net/Jockrlos2289/ttlcmos REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[5]http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/90/487937_DS.pdf REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[6]http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/70/232209_DS.pdf REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[7]http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/90/375592_DS.pdf REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[8]http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/90/487903_DS.pdf REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[9]http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/50/375313_DS.pdf REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

[10]http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/70/375722_DS.pdf REVISADA: 19/02/2012 HORA: 14:30

40