Trabajo de Prinicpios Elecrticos

8/17/2019 Trabajo de Prinicpios Elecrticos

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NST TUTO TECNOLÓG CO DE POCHUTLA

Docente: Ing. Galet Jarquín Cruz

Materia: Principios Eléctricos y Aplicaciones Digitales

Unidad: 2°

Alumno: Armano Jose Pantale!n

Carrera: Ingeniería en sistemas computacionales

Semestre: "°

#an Pero Poc$utla% &a'aca a () e *ayo el 2)(+


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FAMILIAS LÓGICAS

una ,amilia l!gica e ispositi-os circuitos integraos igitales

monolíticos% es un grupo e puertas l!gicas o compuertas% construias

usano uno e -arios iseos i,erentes% usualmente con ni-elesl!gicos compati/les y características e ,uente e poer entro e una

,amilia. *uc$as ,amilias l!gicas ,ueron proucias como componentes

ini-iuales% caa uno contenieno una o algunas ,unciones /0sicas

relacionaas% las cuales porían ser utilizaas como% construcci!n e

/loques% para crear sistemas o como por así llamarlo% pegamento para

interconectar circuitos integraos m0s comple1os.

am/ién puee re,erirse a un con1unto e técnicas usaas para la

implementaci!n e la l!gica entro e una larga escala e circuitosintegraos% tal como un procesaor central% memoria u otra ,unci!n

comple1a. estas ,amilias usan técnicas in0micas registraas para

minimizar el consumo e energía y el retraso.

3os i,erentes tipos e ispositi-os l!gicos se clasi,ican en ,amilias% e

las cuales% las m0s importantes son la ,amilia 3 y la ,amilia C*.


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Estas ,amilias son4

• 3 5ransistor6ransistor 3ogic7% $ec$a con transistores /ipolares.

• C* 5Complementary *etal &'ie #emiconuctor7 $ec$a con

*E#.• EC3 5Emitter Couple 3ogic7 para -elociaes e'tremaamente

altas.

• 9*% P* para circuitos integraos a gran escala 5:ery 3arg

#cale Integrate7 :3#I.

TTL

3a ,amilia l!gica6transistor6transistor se esarroll! usano interruptoresa transistor para las operaciones l!gicas% y e,ine los -alores /inarios

como4

) -oltios a ).; -oltios


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integraos a escala pequea% meia y gran escala e integraci!n% a

pesar e ser sustituios por las ,amilias l!gicas C* y IC* en

la mayor parte e las aplicaciones% 3 sigue construyeno un

est0nar e re,erencia e la electr!nica igital.

Características.

3a ,amilia l!gica transistor6transistor $a sio una e las ,amilias e CI

m0s utilizaas. 3os CI e la serie " est0nar o,recen una

com/inaci!n e -elocia y isipaci!n e potencia aecuaa a

muc$as aplicaciones. 3os CI e esta serie incluyen una amplia

-ariea e compuertas% ,lip6,lops y multi-i/raores monoesta/les% así

como registros e corrimiento% contaores% ecoi,icaores% memorias

y circuitos aritméticos.

3a ,amilia " cuenta con -arias series e ispositi-os l!gicos 3 5"%

"3#% "#% etc.7.

Estas series utilizan una ,uente e alimentaci!n 5:cc7 con -olta1e

nominal e =:. 8uncionan e manera aecuaa en temperaturas

am/ientales que -an e )° a )°C.

3a ,amilia 3 est0nar es una ,amilia saturante% porque la mayor

parte e los transistores tra/a1an en corte y saturaci!n.


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En la e anterior se muestra una puerta in-ersora 3 est0nar a =:%

i-iia en tres partes4

Etapa e entraa4 El transistor F( tiene por o/1eto proucir la

conmutaci!n r0pia e F2.

Etapa E'citaora4 3a etapa e'tenia asocia al transistor F2% tiene

por o/1eto generar las os seales complementarias necesariaspara e'citar el circuito e salia.

Etapa e salia 34 3a etapa e salia contiene los transistores

F> y F" en cone'i!n tipo t!tem 5t!tempole7. Esta etapa e saliarequiere para ser e'citaa os corrientes I> e I" proucias por la etapa e'citaora mencionaa anteriormente% las cuales tienen las

características e estar una acti-a y la otra en in-ersa. 3a H" tienecomo ,unci!n limitar la corriente e salia en caso e cortocircuitoen la salia y en las transiciones.

CMOS

E'isten -arias series en la ,amilia C* e circuitos integraos

igitales. 3a serie "))) que ,ue introucia por HCA y la serie (")))por *otorola% estas ,ueron las primeras series C*. 3a serie "C

que su característica principal es que es compati/le terminal por

terminal y ,unci!n por ,unci!n con los ispositi-os 3. Esto $ace

posi/les remplazar algunos circuitos 3 por un iseo equi-alente

C*. 3a serie "C son los C* e alta -elocia% tienen un

aumento e () -eces la -elocia e conmutaci!n. 3a serie "C es

tam/ién e alta -elocia% y tam/ién es compati/le en lo que respecta

a los -olta1es con los ispositi-os 3.

3os -olta1es e alimentaci!n en la ,amilia C* tiene un rango muy

amplio% estos -alores -an e > a (= : para los "))) y los "C. De 2 a

+ : para los "C y "C.

3os requerimientos e -olta1e en la entraa para los os estaos

l!gicos se e'presan como un porcenta1e el -olta1e e alimentaci!n.


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enemos entonces4

:&35ma'7 < ) :

:&5min7 < :DD

:I35ma'7 < >)@:DD

:I5min7 < )@ :DD

:I5min7 < )@ :DD

Por lo tanto% los m0rgenes e ruio se pueen eterminar a partir e la

ta/la anterior y tenemos que es e (.= :. Esto es muc$o me1or que los

3 ya que los C* pueen ser utilizaos en meios con muc$o

m0s ruio. 3os m0rgenes e ruio pueen $acerse toa-ía me1ores si

aumentamos el -alor e :DD ya que es un porcenta1e e este.

En lo que a la isipaci!n e potencia concierne tenemos un consumo

e potencia e s!lo 2.= n cuano :DD < = : y cuano :DD < () : la

potencia consumia aumenta a s!lo () n. #in em/argo% tenemos

que la isipaci!n e potencia ser0 /a1a mientras estemos tra/a1ano

con corriente irecta. 3a potencia crece en proporci!n con la,recuencia. Kna compuerta C* tiene la misma potencia e

isipaci!n en promeio con un "3# en ,recuencia alreeor e 2 a >

*z.

3os C* tienen una resistencia e entraa e'tremaamente grane

5()(2 Ω7 que casi no consume corriente. Pero e/io a su capacitancia

e entraa se limita el nmero e entraas C* que se pueen

mane1ar con una sola salia C*. Así pues% el ,actor e carga e

C* epene el m0'imo retaro permisi/le en la propagaci!n.Comnmente este ,actor e carga es e =) para /a1as ,recuencias%

para altas ,recuencias el ,actor e carga isminuye.

3os -alores e -elocia e conmutaci!n epenen el -olta1e e

alimentaci!n que se emplee% por e1emplo% en una "))) el tiempo e


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propagaci!n es e =) ns para :DD < = : y 2=ns para :DD < () :. Como

poemos -er mientras :DD sea mayor poemos operar en ,recuencias

m0s ele-aas.

ay otras características muy importantes que tenemos que

consierar siempre% las entraas C* nunca e/en e1arse

esconectaas% toas tienen que estar conectaas a un ni-el ,i1o e

-olta1e% esto es porque los C* son% al igual que los * muy

suscepti/les a cargas electrost0ticas y ruio que porían aar los

ispositi-os.

Características

3a tecnología * 5*etal &'io #emiconuctor7 eri-a su nom/re ela estructura /0sica * e un electroo met0lico montao en un

aislaor e !'io so/re un su/estrato semiconuctor. 3os transistores

e la tecnología * son transistores e campo enominaos

*E. 3a mayoría e los CI igitales * se construyen

e'clusi-amente con *E.

-olta1e e alimentaci!n

3as series "))) y "C ,uncionan con -alores e :DD que -an e >a (=:% por lo que la regulaci!n e -olta1e no es un aspecto crítico.

3as series "C y "C ,uncionan con -olta1es e 2 a + :.

ni-eles e -olta1e

Cuano las salias C* mane1an solo entraas C*% los

ni-eles e -olta1e e la salia pueen estar muy cercanos a ): para

el estao /a1o% y a :DD para el estao alto.

-elocia e operaci!n

Kna compuerta 9A9D 96* comn tiene un tiempo e retaro e=) ns. Esto se e/e principalmente a la resistencia e saliarelati-amente alta 5())?L7 y la carga capaciti-a representaa por las entraas e los circuitos l!gicos mane1aos.


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margen e ruio

9ormalmente% los m0rgenes e ruio 96* est0n alreeor e

(.=: cuano operan ese :DD < = :% y ser0n proporcionalmente

mayores para -alores m0s granes e :DD.

,actor e carga

Para circuitos operano en DC o e /a1a ,recuencia% las

capaciaes el ,actor e carga son -irtualmente ilimitaas. #in

em/rago% para ,recuencias mayores e ()) ?z% se o/ser-a un

eterioro el ,actor e carga% sieno el oren e =)% lo que es un

tanto me1or que en las ,amilias 3.

MOS

3os CI est0n $ec$os a /ase e transistores e e,ecto e campo

5*E7. 3as principales son4


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3!gica *E e canal n 59*.

3!gica *E e canal p 5P*.

3!gica e #imetría Complementaria 5C*.

3a ,amilia P* est0 anticuaa en la actualia. En cuanto a la9* es la m0s utilizaa en circuitos 3#I y :3#I% empleaos para

microprocesaores y memorias.

Por su parte la ,amilia C* 5Complementary *etal &'ie

#emiconuctor o com/inaci!n e 9* y C*% e/io a su /a1o

consumo es i!nea para utilizarla en equipos a /aterías% como por

e1emplo las calculaoras e /olsillo.

Caa ,amilia l!gica tiene un circuito electr!nico /0sico 5puerta 9A9D%9&H% 9&7% meiante o partir el cual se esarrollan ,unciones y

circuitos igitales m0s comple1os. Como puee -erse% e'isten una gran

i-ersia e tecnologías igitales a ni-el e /loques ,uncionales

est0nar4 puertas% ecoi,icaores% sumaores% contaores% etc.

estacano la 3 y la C*.

ECL

3a ,amilia EC3% 3!gica Acoplaa en Emisor 5Emmiter6Couple 3ogic7

son unos circuitos integraos igitales% los cuales usan transistores

/ipolares% pero a i,erencia e los 3 en los EC3 se e-ita la


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saturaci!n e los transistores% esto a lugar a un incremento en la

-elocia total e conmutaci!n.

3a ,amilia EC3 opera /a1o el principio e la conmutaci!n e corriente%

por el cual una corriente e polarizaci!n ,i1a menor que la corriente el

colector e saturaci!n es conmutaa el colector e un transistor al

otro. Este tipo e con,iguraciones se les conoce tam/ién como la

l!gica e moo e corriente C*3 5Current6*oe 3ogic7.

El ,uncionamiento e los circuitos EC3 se /asa en el mismo el

ampli,icaor i,erencial. 3os transistores no se saturan% la operaci!n

normal es en zona acti-a% lo que constituye una e las razones que

$ace que estos circuitos sean los m0s -eloces e los circuitos

integraos igitales.

:enta1as

• #on los circuitos m0s -eloces y pueen alcanzar tiempos e

emora e $asta (ns.

• 9o e'isten picos e corrientes en los transistores como sucee

en la ,amilia l!gica 3.

• #e ispone e salias complementaas% lo que le /rina mayor

-ersatilia.• El ni-el e ( l!gica es pr0cticamente inepeniente el ,actor e

carga.

• uen ,actor e carga 9< (=

Des-enta1as

• Pequeos -alores e los m0rgenes e ruios.

• Altos -alores e potencia el oren e ") m.

•

9o son compati/les con los circuitos 3.• &cupan gran 0rea en los circuitos integraos

Aplicaci!n e las EC34 seria en la construcci!n e i,erentes tipos e

compuertas que requieren e las características e las EC3.

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Puerta &H y 9&H e os entraas y su representaci!n esquem0tica%en una ,amilia EC3.

A!O "OLTA!E #L"T$ L"$ L"C$ AL"C%


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#on ,amilias l!gicas especialmente iseaas para ,uncionar con

tensiones e alimentaci!n reucias% sin que ello suponga una péria

e capacia e carga ni incremento e los tiempos e propagaci!n.

Dentro e las ,amilias l!gicas e /a1a tensi!n se encuentran4 3:% 3:C%

A3:C% 3:% A3:% A:C y 3:F. Algunos e1emplos e estos circuitos

son4 "3:(+=% "3:C("% "A3:C(+22% etc.

Características m0s importantes e ,amilias l!gicas e /a1a tensi!n


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Poemos o/ser-ar que el margen e tensiones en el que pueen

,uncionar% garantizano un correcto ,uncionamiento% -a ese 2.> a >.+

:% sieno una tensi!n típica e alimentaci!n >.>:. 3as ,amilias 3:% 3:C

y A3:C est0n realizaas con tecnología C* y la ,amilia 3: con

tecnología i C*.

E1emplo e circuitos e protecci!n e entraa y salia e la ,amilia

3:.

E1emplo e circuitos e protecci!n e entraa y salia e la ,amilia A3:C.


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Circuitos e protecci!n e entraa y salia e la ,amilia 3:C.

E1emplo e circuitos e protecci!n e entraa y salia e la ,amilia

3:.

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