UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA

DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ARAGÓN

PRACTICA NO. 3

CIRCUITOS BÁSICOS PARA LA ELECTRÓNICA DIGITAL (COMPUERTAS).

LABORATORIOELECTRÓNICA INDUSTRIAL

INGENIERÍAMECÁNICA

GRUPO: __8464__

PRÁCTICA No. : 3 .

PROF.: ING. MARTÍN HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ

ALUMNO: David Ricardo Fernández Cano Veronico.

FECHA: 23/04/2015.

Objetivo:

El alumno conocerá, empleará y determinara las características principales de las compuertas básicas integradas en los chips correspondientes.

Introducción.

Un sistema digital es un sistema diseñado para manipular cantidades físicas o información que solo puede tomar valores discretos. Ejemplos de estos sistemas son: las computadoras, calculadoras digitales, audio digital, el sistema telefónico, etc.

En los sistemas digitales la información que se procesa se presenta en forma binaria. Estas cantidades pueden representarse por medio de dispositivos que solo tengan dos posibles condiciones. En los sistemas digitales la información binaria se representa por medio de voltajes (o corrientes) que están presentes en las entradas o salidas de los circuitos. Por lo general el 0 binario se representa con intervalos de voltaje que caen entre V=0 y V=0.8 v, y del mismo modo el 1 binario se representa con los intervalos de voltaje dentro de V=2 v y V=5 v. Los circuitos digitales también se conocen como circuitos lógicos debido a que obedecen cierto conjunto de reglas lógicas.

Una compuerta lógica es la representación física de un operador booleano. Estas compuertas son usadas para dar cierta información de entrada a un sistema digital y por medio del algebra booleana se puede determinar el resultado del sistema para todas sus posibles combinaciones.

Los circuitos integrados son en su mayoría circuitos digitales que se emplean principalmente para el procesamiento de información. Estos contienen mucho más circuitería en un encapsulado, lo que disminuye el tamaño de casi cualquier sistema digital, así mismo el costo también disminuye de manera notable a causa del ahorro que se obtiene al producir grandes volúmenes de dispositivos similares. Los circuitos integrados reducen la potencia eléctrica para efectuar una función, debido a que su pequeña circuitería por lo general requiere de menos potencia que sus contrapartes formadas de componentes discretos (diodos, transistores, resistencias, etc.). Se utilizan diferentes tecnologías de fabricación para producir circuitos integrados digitales; siendo los más comunes TTL, CMOS, NMOS y ECL. Cada uno difiere en el tipo de circuitos que se utilizan para efectuar la operación lógica que se desee.

Los circuitos integrados no pueden manejar grandes flujos de corriente y voltaje debido a que el calor que se generaría en espacios tan pequeños estaría por encima de los límites. Otra limitación que tienen los circuitos integrados es que no pueden implementar dispositivos eléctricos tales como los inductores, transformadores y capacitores grandes. Por lo tanto las operaciones que requieren grandes niveles de potencia o elementos que no pueden ser integrados se manejan como circuitos con componentes discretos.

Desarrollo.

1. Dibuje el símbolo, tabla de verdad y función lógica de cada una de las siguientes compuertas: AND, OR, NAND, NOR, OR EXCLUSIVA, NOR EXCLUSIVA e INVERSOR.

Compuerta AND.Tiene 2 o más entradas, realiza la función booleana de la multiplicación. Se representa como un circuito eléctrico en serie. Su salida será 1 cuando todas sus entradas reciban el nivel más alto de entrada (1), y en otro caso la salida será un 0.Su representación esquemática es la siguiente:

A continuación se muestra su tabla de verdad.

Entrada A

Entrada B

Salida

0 0 00 1 01 0 01 1 1

Compuerta OR.Representa la función lógica de la suma. La salida X de la compuergta OR, será 1 cuando cualquiera de sus entradas haya recibido 1. Se representa con la función booleana: A+B = XLos símbolos esquemáticos para compuertas OR de 2 y 3 entradas son los siguientes

Para una compuerta OR de entradas A y B se tiene la siguiente tabla de verdad:

Entrada A

Entrada B

Salida

0 0 00 1 11 0 11 1 1

Compuerta NAND.Es una compuerta AND con la adición de un inversor (compuerta NOT) en la salida. Representa la operación lógica de la conjunción negada, su dibujo y su tabla de verdad se muestran a continuación

Entrada A

Entrada B

Salida

0 0 10 1 11 0 11 1 0

Compuerta NOR.Es la operación de la disyunción negada y está compuesta de una compuerta OR que tiene un inversor en la salida.

Entrada A

Entrada B

Salida

0 0 10 1 01 0 01 1 0

Compuerta OR EXCLUSIVA.También se conoce con el nombre de compuerta XOR, tiene 2 entradas y una salida. Esta salida toma el valor de 1 si, y solo si las entradas son diferentes. Su símbolo y tabla de verdad se muestran a continuación.

Entrada A

Entrada B

Salida

0 0 00 1 11 0 11 1 0

Compuerta NOR EXCLUSIVA.Conocida como compuerta XNOR. Es una compuerta XOR con un inversor en la salida, por lo que su tabla de verdad es exactamente opuesta a la de la compuerta XOR:

Entrada A

Entrada B

Salida

0 0 10 1 01 0 0

1 1 1

Su símbolo es el circuito equivalente de la compuerta XOR con la compuerta NOT a la salida y se representa

INVERSOR.También llamado compuerta NOT, esta invierte la señal digital de su única entrada, obteniendo en la salida exactamente lo opuesto. Puede ser representada por los siguientes símbolos:

Su tabla de verdad es como sigue:

2. ¿Qué es la compuerta TTL y en donde se encuentra su mayor aplicación?

La familia lógica transistor-transistor es un grupo de circuitos integrados que actualmente está en declinación a favor de la familia CMOS. El circuito básico TTL es la compuerta NAND y se alimentan con 5v. Las compuertas AND y NAND usan entradas de emisor múltiple; las compuertas OR y NOR usan transistores de entrada separados. En cualquier caso la entrada será el cátodo (región n) de la unión pn, de modo que un voltaje de entrada alto provocara que la unión deje de conducir, fluyendo solamente una pequeña corriente de fuga. Por otro lado, un voltaje de entrada bajo hará que la unión conduzca y una corriente relativamente grande fluirá a través de la fuente de señal.

3. Investigue el uso de los siguientes circuitos integrados: 7400, 7402, 7404, 7408, 7432 y 7486, así como las siguientes características:

a) Finalidad del circuito.b) Características eléctricas.c) Configuración interna.d) Tabla de verdad.

Entrada Salida1 00 1

7400 (compuerta NAND).Condiciones de operación recomendadas.

Configuración interna.

Tabla de verdad.

7402 (compuerta NOR).Condiciones de operación recomendadas.

Configuración interna.

Tabla de verdad.

7404 (compuerta NOT)Condiciones de operación recomendadas.

Diagrama de conexiones interno.

Tabla de verdad.

7408 (compuerta AND).Condiciones de operación recomendadas.

Diagrama de conexiones interno.

Tabla de verdad.

7432 (compuerta OR).Condiciones de operación recomendadas.

Diagrama de conexiones internas.

Tabla de verdad.

7486 (compuerta XOR).Condiciones de operación recomendadas:

Diagrama interno.

Tabla de verdad.

Bibliografía.

Ronald J. Tocci. Sistemas digitales principios y aplicaciones. Prentice Hall.

Tony R. Kuphaldt. Lessons in electric circuits vol. IV-Digital.