| Prácticas de Laboratorio |
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La forma en que un circuito digital responde a las señales de entrada se llama la lógica del circuito. Cada clase de circuito digital se comporta de acuerdo con un conjunto de reglas lógicas. Por esto los circuitos digitales se pueden denominar también circuitos lógicos. La operación lógica que efectúan estos circuitos queda establecida por la relación existente entre las entradas y las salidas del circuito lógico. Los circuitos lógicos básicos se construyen en principio al conectar dos transistores en serie (conjunción) o en paralelo (disyunción). En el anexo A- 3 se presentan los circuitos lógicos (compuertas) AND, OR, NOT, NAND y NOR construidos con transistores. Casi todos los circuitos lógicos utilizados en los sistemas digitales modernos son circuitos integrados. La amplía gama de circuitos digitales disponibles en el mercado ha hecho posible construir sistemas digitales complejos más pequeños y más confiables. |
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En cantidades variables que van desde unos 10 transistores para una compuerta básica hasta millones de transistores en una unidad central de proceso (CPU) de un computador, contenidos en una sóla pastilla (chip: brizna, astilla, pedacito, pastilla, viruta) que cumple con la realización de una determinada función lógica. Se utilizan diferentes tecnologías de fabricación de circuitos integrados para producir circuitos lógicos. Cada tecnología difiere en el tipo de circuitos que se emplean para efectuar determinada función lógica. Por ejemplo,
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Todos los circuitos integrados deben conectarse al voltaje de alimentación de corriente continua y a la tierra o masa del circuito. El terminal que va conectado al voltaje de alimentación está marcado como Vcc o Vdd y el terminal que va conectado a tierra se denomina GND (Ground: tierra). Los rangos de voltaje para producir los niveles lógicos en dispositivos TTL (Transistor–Transistor–Logic) son:
Cuando una entrada de un circuito integrado se deja sin conectar, recibe el nombre de entrada “flotante”. Una entrada flotante de esta serie TTL actúa como un nivel lógico 1, característica que se emplea para probar un circuito TTL. |
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Los CI bipolares tienen como elemento constitutivo básico el transistor bipolar de unión NPN o PNP. La familia mas utilizada de CI digitales bipolares es la familia TTL (Transistor–Transistor–Logic). En 1964, la Texas Instruments introdujo la primera línea de CI de la familia TTL. Esta serie se llamo 54 / 74. La serie 54 tiene especificaciones de temperatura y voltaje de funcionamiento más amplias y con aplicaciones militares o espaciales. La serie 74 es la familia de CI comerciales. Los fabricantes utilizan el mismo sistema de numeración para los CI, incluyendo su propio prefijo (La Texas Instruments usa letras SN, la National Semiconductor emplea DM y Signetics coloca el prefijo S). Los CI 7400, 7402, 7406, 7408, 7432, 7486 pertenecen a la serie estandar TTL. Los CI que pertenecen a la serie TTL Schottky de baja potencia tienen el numero de identificación que comienza con 74LS. Los circuitos integrados 74LS00, 74 LS02 son ejemplos de compuertas NAND y NOR respectivamente de esta serie. |
Las diferencias entre las series TTL están en sus características eléctricas, como la disipación, los tiempos de retraso y la velocidad de conmutación. Los CI no difieren en las operaciones lógicas que realizan, ni en la denominación de los terminales . Por ejemplo, los CI 7400, 74H00, 74L00, 74ALS00 y 74AS00 contienen todas 4 compuertas NAND de 2 entradas. Los parámetros de corriente y voltaje tienen 2 subíndices: el primero puede ser I (Input: entrada) u O (Output: salida). El segundo puede ser H (High: alto) o L (Low: bajo).
El Factor de carga de salida se define como el número máximo de entradas lógicas que una salida puede manejar confiablemente. Los retardos en la programación se denominan:
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A continuación se enumeran las fallas más frecuentes en CI digitales. Estas se dividen en internas y externas. Las externas pueden ser:
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