ESCUELA POLITECNICA NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

Sistemas Digitales

INFORME

LABORATORIO DE SISTEMAS DIGITALES

Práctica #: 2

Tema: Electrónica básica de conmutación, saturación y corte

Realizado por:

Alumno (s): Edwin Cabrera Grupo: GR7-2 Madelin Gordón

(Espacio reservado)

Fecha de entrega: 2015 / 10 / 29 f.

año mes día Recibido por:

Sanción:

Semestre: Septiembre - Febrero

Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Laboratorio de Sistemas Digitales

Informe

Nombre: Edwin Cabrera

Madelin Gordón

Practica #: 2

Fecha: 2015-10-29

Tema: Electrónica básica de conmutación, saturación y corte.

Objetivos:

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 los diferentes tipos de conmutación.

Desarrollo

Describa lo que significa y representa una compuerta lógica y cuál es la función del

voltaje de polarización y tierra

Una compuerta lógica es un dispositivo electrónico con una tensión booleana.

Representa las diferencias operacionales como sumo, multiplicación, negación o

afirman, incluyen o excluyen según las propiedades lógicas.

La función de voltaje de polarización y tierra es la de polarizar las compuertas, ya que

estás tienen dispositivos internos (TBS) que necesitan polarizarse.

Describa las tecnologías CMOS TTL, además de esto establezca: diferencias,

semejanzas y en que aplicaciones se usan cada una de estas

TECNOLOGIA TTL

Esta fue la primera familia de éxito comercial, se utilizó entre 1965 y 1985. Los

circuitos TTL utilizan transistores bipolares y algunas resistencias de polarización. La

tensión nominal de alimentación de los circuitos TTL son 5 V DC.

Niveles Lógicos TTL

En el estudio de los circuitos lógicos, existen cuatro especificaciones lógicos diferentes:

VIL, VIH, VOL y VOH.

En los circuitos TTL, VIL es la tensión de entrada válida para el rango 0 a 0.8 V que

representa un nivel lógico 0 (BAJO). El rango de tensión VIH representa la tensiones

válidas de un 1 lógico entre 2 y 5 V. El rango de valores 0.8 a 2 V determina un

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Laboratorio de Sistemas Digitales funcionamiento no predecible, por lo tanto estos valores no son permitidos. El rango

de tensiones de salida VOL, VOH se muestra en la figura.

Lógica de transistor con transistor

Tensiones de alimentación: GND=0V, +Vcc=5 V

Nivel de tensión de entrada para el 0 lógico: VIL(min) = 0V ; VIL(max) = 0,8V

Nivel de tensión de entrada para el 1 lógico: VIH(min) = 2V; VIH(max) = 5V

Nivel de tensión de salida para el 0 lógico: VOL(min) = 0V, VOL(max) = 0,4V

Nivel de tensión de salida para el 1 lógico: VOH(min) = 2,4V; VOH(max) = 5V

Las familias lógicas se agrupan en series, según sus características de velocidad,

consumo, etc. La series clásicas TTL son:

– 74L: TTL de bajo consumo – 74S: TTL Schottky (alta velocidad) – 74LS: TTL Schottky de bajo cosumo – 74AS/ALS: Schottky avanzada y Schottky avanzada de bajo consumo – 74F: TTL rápida TECNOLOGIA CMOS

La tecnología CMOS es la más utilizada actualmente para la construcción de circuitos

integrados digitales, como las compuertas, hasta los circuitos como las memorias y los

microprocesadores. La tensión nominal de alimentación de los circuitos CMOS son +5

V y +3,3 V.

Niveles Lógicos CMOS

Se muestran las tensiones VIL, VIH, VOL, VOH válidas para los dispositivos CMOS de

nivel +5 VDC.

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Tecnología Complementary Metal Oxide

Características

o Tensiones de alimentación variables: 0 ÷ VDD; Suponiendo VDD=5V: o Nivel de tensión de entrada para el 0 lógico: VIL(min) = 0V, VIL(max) =

1,5V o Nivel de tensión de entrada para el 1 lógico: VIH(min) = 3,5V, VIH(max)

= 5V o Nivel de tensión de salida para el 0 lógico: VOL(min) = 0V, OL(max) =

0,1V o Nivel de tensión de salida para el 1 lógico: VOH(min) = 4,9V, VOH(max)

= 5V o Las familias lógicas se agrupan en series, según sus características de

velocidad, consumo, etc. La series clásicas CMOS son: o 4000: primera serie aparecida o 74HC: CMOS de alta velocidad o 74HCT: CMOS alta velocidad compatible TTL o 74AC: CMOS avanzada o 74ACT: CMOS avanzada compatible TTL o TTL vs CMOS

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Describa y explique las nomenclaturas de los circuitos integrados de la familia 74

Consulte acerca del factor de carga de salida en 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.

Consultar las compuertas de colector abierto, tótem-pole y salidas TTL de tres

estados. Presente sus características, ventajas y desventajas (mínimo tres por cada

una)

Compuertas con 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.

Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Laboratorio de Sistemas Digitales · 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 la 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 Tótem-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.

CONCLUSIONES

Madelin Gordón

o Se utiliza una resistencia de 330 Ohmios para limitar la corriente que pasa por el led,

ya que un exceso de esta producirá que nuestro led deje de funcionar.

Escuela Politécnica Nacional Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Laboratorio de Sistemas Digitales o La principal ventaja de un Circuito Integrado es la cantidad de espacio que ocupan,

gracias a esto se ha logrado los avances en electrónica que se tiene actualmente

o Las compuertas en colector abierto sirven cuando es necesario acoplar dispositivos de

tecnología TTL con otra tecnología distinta.

o Los dispositivos CMOS son más actualmente utilizados, ya que se puede incluir más

compuertas lógicas en un circuito pequeño, esto debido al menor tamaño de los JFET

frente al BJT.

Edwin Cabrera

o Los circuitos integrados ya sean TTL o CMOS conformados por transistores funcionan

en si en estado de corte y saturación para obtener valores denominados lógicos

o Con elementos pasivos podemos simular cada una de las compuertas ya sean de dos o

más entradas y comprobar sus estados lógicos a la vez

o Los circuitos integrados vienen con más de una compuerta dentro de si por lo cual

dependen de su escala de integración.

Bibliografía:

SOTO, ENRIQUE R. “Circuitos de protección en equipos de audio”,Disponible en:

www.comunidadelectronicos.com/articulos/protec-audio.htm

Sistemas Digitales-Novillos

http://unicrom.com/imagenes/circuitos_tipos_TTL_especiales.gif

http://www.pilmaiquenlibros.cl/catalogosPDF/120328291299965309.pdf#page=6