Trabajo Investigativo de Circuitos Digitales -TRABAJO

8/16/2019 Trabajo Investigativo de Circuitos Digitales -TRABAJO

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Trabajo investigativo de Circuitos Digitales

Presentado por:

Jaime Andrés Blanco Escobar

David Ramirez Colorado

Conceptos digitales Compuertas l!gicas integradas

Presentado a:

"ng# José Caicedo

$niversidad de la Costa %C$C&

'acultad de "ngenier(a

Barran)uilla

*+,-


2/23

Contenido

Pág.,# "ntroducci!n###################################################################################################.

*# /bjetivos########################################################################################################0

.# 1arco te!rico#################################################################################################2

0# 3e4al anal!gica se4al digital#######################################################################-

0#, Di5erencias ejemplos##############################################################################-

2# 6iveles l!gicos en los circuitos digitales#######################################################7

-# Bit8 Bte8 9ilobte8 1egabte8 igabte Terabte####################################;

7# Conversi!n entre nceso a .###############################################################################################,,

=#0 Bit de paridad##########################################################################################,*

;# Circuito digital integrado sus tipos###########################################################,*

;#, Dual in?line pac@age %D"P####################################################################,.

;#* 3mall /utline "ntegrate Circuit %3/"C#################################################,.

;#. Plastic eaded Cip Carrier %PCC######################################################,0

;#0 eadless Ceramic Cip Carrier %CCC################################################,0

;#2 'lat?pac@ %'P#########################################################################################,2,+# Clasi5icaci!n de los circuitos integrados segide?semiconductor %C1/3#############################,7

,.# Comparaci!n entre TT C1/3##############################################################,=

,0# Compuertas logicas su signi5icado##########################################################,;

,0#, 70C 3eries###########################################################################################,;

n# Conclusi!n####################################################################################################*+

Re5erencias bibliogr5icas


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INTRODUCCIÓN

En el mercado se encuentran diversas tecnolog(as encargadas de la realizaci!n

de circuitos integrados8 los cuales compiten para mejorar la calidad de

ampliar la variedad de dispositivos para e5ectuar diversas tareas aplicaciones# Por ello es necesario un e>tenso estudio acerca de los diversos

tipos de circuitos integrados8 las compuertas l!gicas )ue los componen las

operaciones l!gicas )ue utilizan#

En abril de ,;0;8 el ingeniero alemn erner Jacobi, %3iemens A& completa

la primera solicitud de patente para circuitos integrados con dispositivos

ampli5icadores de semiconductores# Jacobi realiz! una t(pica aplicaci!n

industrial para su patente8 la cual no 5ue registrada# 1s tarde8 la integraci!n

de circuitos 5ue conceptualizada por el cient(5ico de radares eo55re Dummer %,;+;?*++*&8 )ue estaba trabajando para la Roal Radar Establisment del

1inisterio de De5ensa Britnico8 a 5inales de la década de ,;0+ principios de

la década de ,;2+# F,G

El primer circuito integrado 5ue desarrollado en ,;2; por el ingeniero Jac@ 3#

9ilb, %,;*.?*++2& pocos meses después de aber sido contratado por la

5irma Te>as "nstruments# 3e trataba de un dispositivo de germanio )ue

integraba seis transistores en una misma base semiconductora para 5ormar un

oscilador de rotaci!n de 5ase# En el a4o *+++ 9ilb 5ue galardonado con elPremio 6obel de '(sica por la enorme contribuci!n de su invento al desarrollo

de la tecnolog(a#

F,G


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OBJETIVOS

Objetivo Genera!

Ampliar los conocimientos sobre compuertas l!gicas "ntegradas los tipos decircuitos integrados usados actualmente#

Objetivo" E"#e$%&i$o"!

Pro5undizar sobre el tipo de se4ales para la transmisi!n de in5ormaci!n# "ndagar sobre los diversos tipos de circuitos digitales integrados Conocer la variedad tecnolog(as de construcci!n de circuitos

electr!nicos digitales#


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'(RCO TEÓRICO

Cir$)ito digita o *gi$o! 3e llaman de esta 5orma todos los circuitos cuoscomponentes realizan operaciones binarias %)ue indican los operadores

l!gicos os circuitos l!gicos estn compuestos por elementos digitales comola compuerta A6D %H&8 compuerta /R %/&8 compuerta 6/T %6/& otras

combinaciones mu complejas de los circuitos antes mencionados# F*G

Si"te+a binario! Es un sistema de numeraci!n8 en el )ue los npresi!n inglesa )ue signi5ica d(gito binario )ue da lugar altérmino bit8 su acr!nimo en nuestra lengua# El concepto se utiliza en la

in5ormtica para nombrar a una unidad de medida de in5ormaci!n )ue

e)uivale a la selecci!n entre dos alternativas )ue tienen el mismo grado de

probabilidad#

El sistema de numeraci!n utiliza solo dos valores l!gicos Io I,8 a

di5erencia del sistema de numeraci!n decimal por ejemplo8 los cuales usan ,+

d(gitos %del + al ; 3iendo la unidad de in5ormaci!n de ms pe)ue4a8 )ue

utiliza un ordenador# F=G


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'(GNITUD (N(ÓGIC( / '(GNITUD DIGIT(

$na corriente eléctrica8 como a sabemos8 es todo 5lujo de electrones a través

de un material conductor8 este 5lujo8 a su vez presenta impulsos o

variaciones )ue se pueden codi5icar8 creando una se4al8 con la cual se puedetransmitir in5ormaci!n# Para representar esta in5ormaci!n o dato8 e>isten dos

tipos de variables# $na anal!gica )ue var(a de 5orma continua puede tomar

in5initos valores dentro de un intervalo en los )ue se mueve una digital las

cuales solo pueden tomar un nuero 5inito de valores8 )ue se denominan

discretos F2G

"lustraci!n ,# 3e4al anal!gica se4al digital

Di&eren$ia"

Digita!- Transmisi!n de datos ms rpida8 e5iciente resistente al ruido#

- Almacenamiento de datos ms 5cil compacto#

- Dise4o e integraci!n ms sencillos %cips&

- Almacenan datos por ms tiempo#

(na*gi$o!- 3u dise4o re)uiere muco anlisis matemtico#

- 3on susceptibles al ruido de 5uentes e>ternas#

- imitaciones para almacenar in5ormaci!n#


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Eje+#o" de "i"te+a" ana*gi$o" 0 "i"te+a" digitae"

Si"te+a" ana*gi$o"! Entre los aparatos ms comunes )ue utilizan sistemasanal!gicos estn:

? Radio A1? Telé5ono 5ijo %el )ue tiene un cable paralelo8 no coa>ial&

? Tocadiscos para discos de vinilo

? Televisor antiguo %con selector de canales rotatorio&

Si"te+a" digitae"! os aparatos ms comunes )ue utilizan sistemas digitalesson:

? Reproductor de CD

? Reproductor de 1P.

? Radio con sintonizador digital? Reloj de cuarzo

? Todo lo de computaci!n

NIVEES OGICOS EN OS CIRCUITOS DIGIT(ES

a electr!nica digital8 solamente utiliza sistemas en los )ue isten dos estados posibles8 alto bajo# a combinaci!n de estos dos estados

permite la creaci!n de c!digos con los )ue es posible representar s(mbolos8

letras cual)uier otra clase de in5ormaci!n# Para numerar estos dos estados seemplea el sistema de nimo un m(nimo

especi5icados# F-G


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3i estuviéramos trabajando con circuitos integrados TT )ue se alimentan con

K2 voltios8 el I,L se supondr(a )ue tiene un voltaje de K2 voltios el I+L

voltios# Esto es as( en un anlisis ideal de los circuitos digitales# En la

realidad8 estos valores son di5erentes# os circuitos integrados trabajan con

valores de entrada salida )ue var(an de acuerdo a la tecnolog(a del circuitointegrado#

Mer la tabla anterior8 donde se muestran niveles de voltaje para di5erentes

5amilias l!gicas un rango de valores para el cual se acepta un nivel %sea este

I+L o I,L En las compuertas TT un nivel l!gico de I,L8 ser interpretado

como tal8 mientras el voltaje de la entrada esté entre * 2 Moltios# En la

tecnolog(a C1/3 una nivel l!gico de I+L8 ser interpretado como tal8

mientras el valor de voltaje de la salida esté entre +M ,#2M# F7G

"lustraci!n *# Tensiones de entrada salida

- $n voltaje de entrada nivel alto se denomina M"

- $n voltaje de entrada nivel bajo se denomina M"

- $n voltaje de salida nivel alto se denomina M/

- $n voltaje de salida nivel bajo se denomina M/

Adems de los niveles de voltaje8 también a )ue tomar en cuenta8

las corrientes presentes a la entrada salida de las compuertas digitales#

- a corriente de entrada nivel alto se denomina: ""

-a corriente de entrada nivel bajo se denomina ""

- a corriente de salida nivel alto se denomina: "/

- a corriente de salida nivel bajo se denomina "/

http://unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asphttp://unicrom.com/Tut_corriente_electrica.asp


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BIT1 B/TE1 2IOB/TE1 'EG(B/TE1 GIG(B/TE / TER(B/TE

$n bit es la unidad ms pe)ue4a de in5ormaci!n en un sistema digital8 puede

tener dos valores l!gicos8 , o +8 )ue para términos prcticos representan

encendido apagado derivado de las primeras computadoras )ue utilizaron bulbos o transistores8 donde al procesar la in5ormaci!n daba como resultado

un estado de conducci!n o de no conducci!n de la corriente8 interpretado de

manera l!gica como , o +N en cambio el Bte %b&8 es la unidad de

almacenamiento estndar# Con esta unidad se mide desde la capacidad de

memoria de un ordenador8 asta su capacidad de almacenamiento de datos#

I$n bte puede representar desde una letra8 un s(mbolo8 incluso un espacio8 o

cual)uier otro signo# Por lo )ue un Bte representar(a a un carcter como por

ejemplo la letra IC8 )ue e)uivaldr(a a unos = bits respectivamente#

Para el 9ilobte representado con las letras %9b&8 se tendr(a )ue e)uivaler

comto# $n

1egabte e)uivaldr(a a unos ,+*0 @ilobtes8 lo cual ser(a su5iciente para unas

=-+ pginas de te>to# I, igabte8 )ue son ,+*0 1egabtes e)uivale a una

5urgoneta llena de pginas de te>to8 , Terabte8 ,+*0 B8 e)uivale a la

cantidad de libros )ue podr(amos encontrar en una biblioteca principal de una

ciudad F;G

"lustraci!n .# Tabla de conversiones %$n col es igual a 5ila&


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CONVERSION ENTRE NU'EROS BIN(RIOS / DECI'(ES

De decimal a binario:

Para convertir un n


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/rganizamos los d(gitos8 para su 5cil operaci!n:

1⏞23

1⏞2

2

0⏞21

0⏞ .20

1⏞0.5

1⏞0.25

- Tenemos )ue en el lado iz)uierdo )ueda la suma: *.K**Q ,*# H en el

lado iz)uierdo la suma de los decimales: +#2 K +#*2Q +#72#Por lo )ue obtenemos )ue:

-

1100.11(2)=12.75(10)

CODIGOS BIN(RIOS / SU RE(CION CON OS SISTE'(SDIGIT(ES 'ODERNOS

C*digo Gra0!

El c!digo gra consiste en ordenar n


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el BCD8 e>cepto )ue se suma el n


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D)a in5ine #a$6age 7DIP8!

Dual in?line pac@age %D"P& es una 5orma de encapsulamiento8 com


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Pa"ti$ eaded C9i# Carrier 7PCC8!

Plastic eaded Cip Carrier %PCC&8 también llamado Uuad?'lat?J?eg

Cipcarrier %U'J&8 es un encapsulado de circuito integrado8 con un espaciado

de pines de +8+2 pulgadas Q ,8*7 mm# El n


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:at5#a$6 7:P8!

'latpac@ es un tipo de encapsulado para montaje en super5icie en circuitosimpresos estandarizado por las $3A'# El estndar militar 1"?3TD?,=.2C

de5ine:

'lat pac@age %'P $n encapsulado cuadrado o rectangular con patillas

paralelas al plano de la base aderidas a los dos lados opuestos del per(metro

del encapsulado# $na puerta l!gica TT en un encapsulado 5lat?pac@

a norma indica adems distintas variantes con diversos parmetros )ue

incluen8 entre otros8 el material del cuerpo del encapsulado8 la posici!n de los

terminales8 el per5il del encapsulado8 la 5orma de los pines o el orden de cada

terminal# F,7G

C(SI:IC(CION DE OS CIRCUITOS INTEGR(DOS SEG;N SUCO'PEJID(D

a pgina %1undo Digital8 *+,2&8 a5irma )ue: 3egores8 decodi5icadores8 demultiple>ores#

3" %arge 3cale "ntegration& grande: comprende los cips )ue tienende ,++ a ,+++ compuertas# Por ejemplo8 memorias8 unidades8

microprocesadores de = ,- bits#

M3" %Mer arge 3cale "ntegration& mu grande: comprende los cips)ue contienen ms de ,+++ compuertas# Ejemplos: microprocesadores

de .* bits8 microcontroladores#


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TR(NSISTOR5TR(NSISTOR OGIC 7TT8

TT es la sigla en inglés de transistor?transistor logic8 es decir8 l!gicatransistor a transistorS# Es una tecnolog(a de construcci!n de circuitos

electr!nicos digitales# En los componentes 5abricados con tecnolog(a TTR3

los elementos de entrada salida del dispositivo son transistores bipolares#

Aun)ue la tecnolog(a TT tiene su origen en los estudios de 3lvania8 5ue

3ignetics la compa4(a )ue la populariz! por su maor velocidad e inmunidad

al ruido )ue su predecesora DT8 o5recida por 'aircild 3emiconductor e

Te>as "nstruments8 principalmente# Te>as "nstruments inmediatamente pas! a

5abricar TT8 con su 5amilia 70>> )ue se convertir(a en un estndar de la

industria# F,=G

Características:

3u tensi!n de alimentaci!n caracter(stica se alla comprendida entre los0872M los 28*2M %como se ve8 un rango mu estreco 6ormalmente

TT trabaja con 2M#

os niveles l!gicos vienen de5inidos por el rango de tensi!ncomprendida entre +8+M +8=M para el estado %bajo& los 280M Mcc

para el estado %alto

a velocidad de transmisi!n entre los estados l!gicos es su mejor base8si bien esta caracter(stica le ace aumentar su consumo siendo su maor

enemigo# 1otivo por el cual an aparecido di5erentes versiones de TT

como 'A3T8 38 38 etc#


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Driver: est 5ormada por varios transistores8 separados en dos grupos#El primero va conectado al emisor del separador de 5ase drenan la

corriente para producir el nivel bajo a la salida# El segundo grupo va

conectado al colector del divisor de 5ase produce el nivel alto# F,=G

Serie" TT 0 ag)na" +á" $o+)ne"!

os circuitos de tecnolog(a TT se pre5ijan normalmente con el ntendida

TT?A3 %advanced loW poWer scott@&: versi!n mejorada de la serie33#

TT?' %'A3T: 5aircild advanced scott@ TT?A' %advanced 'A3T&: versi!n mejorada de la serie '# TT?CT %ig speed C?1/3&: 3erie C dotada de niveles l!gicos

compatibles con TT#

TT? %z C?1/3&: z %'rom lb@j F,=G

os C" de la serie 70 estndar de los dispositivos TT8 o5recen una

combinaci!n de velocidad disipaci!n de potencia adecuada a mucas

aplicaciones# os C" de esta serie incluen una amplia variedad de

compuertas8 5lip?5lops multivibradores monoestables as( como registros de

corrimiento8 contadores8 decodi5icadores8 memorias circuitos aritméticos#

CO'PE'ENT(R/ 'ET(5Oido metlico o complementar metal?

o>ide?semiconductor %C1/3& es una de las 5amilias l!gicas empleadas en la

5abricaci!n de circuitos integrados# 3u principal caracter(stica consiste en la

utilizaci!n conjunta de transistores de tipo p1/3 tipo n1/3 con5igurados

https://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Schottkyhttps://es.wikipedia.org/wiki/Diodo_Schottky


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de 5orma tal )ue8 en estado de reposo8 el consumo de energ(a es


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os voltajes de alimentaci!n en la 5amilia C1/3 tiene un rango mu amplio8

estos valores van de . a ,2 M para los 0+++ los 70C# De * a - M para los

70C 70CT# F*+G


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CO'PUERT(S OGIC(S / SU SIGNI:IC(DO

=>?C Serie"!

VCV signi5ica C1/3 ig velocidad# 3e utiliza transistores 1/3complementarios8 junto con resistencias de bajo valor para lograr la

conmutaci!n de alta velocidad#

Características:

Y Estndar 3erie 70C PD"P

Y Re)uisitos C1/3 de baja potencia

Y Cantidad Descuentos disponibles grandes


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CONCUSION

3e indago sobre los diversos tipos de circuitos digitales integrados usados

actualmente8 sus tipos 5amilias# Como también se dieron a conocer las

tecnolog(as )ue se usan para la construcci!n de los C"8 a sea C1/3 o TT#


22/2322

Re&eren$ia" bibiográ&i$a"

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