FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERIA INDUSTRIAL

PROFESOR:Ing. Palmer Dionicio Torres

TEMA:Laboratorio de Compuertas Lgicas Digitales

CURSO:Electrnica y Electricidad

INTEGRANTES: Campos Huamn, Mara Jos Cruz Fernndez, Lesly Maribi Neyra Castaeda Estefany AlexandraTRUJILLO-PERU2015

I. OBJETIVOS Familiarizarse con los dispositivos lgicos digitales TTL sus caractersticas. Conocer las principales caractersticas de funcionamiento de los equiposII. MATERIALES (01) IC SN7400 (01) IC SN7402 (01) IC SN7408 (01) IC SN7427 (01) IC SN 7432 (01) Resistencias de 470 OHMIOS (01) Protoboard Multmetro Cables de interconexin Fuente de 5 Volt. X 1A

FUNDAMENTO TEORICO:1. Circuito DigitalUn circuito integrado (cl) es un cristal semiconductor de silicio, llamado pastilla, que contiene componentes elctricos tales como transistores, diodos, resistencias y capacitores, los diversos componentes estn interconectados dentro de la pastilla para formar un circuito electrnico. La pastilla est montada en un empaque plstico (cermico) con us conexiones soldadas a las patillas externas para conformar el circuito integrado.

1. Multmetro

2. Multmetro.Un multmetro es un dispositivo porttil que combina diferentes pruebas electrnicas y herramientas de medicin. Un multmetro bsico mide la resistencia, el voltaje y la corriente. Los modelos ms avanzados pueden medir la capacitancia, la inductancia y la temperatura. Estos tambin pueden ser capaces de medir la frecuencia y el ciclo de trabajo (una medida en relacin a los sistemas de impulsos, tales como las redes de fibra ptica).

3. Cables de Interconexion.

4. Protoboard.Es una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrnicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar concircuitos electrnicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo.

Experimentos: 1. Tipos de salidas de las compuertas TTL: Procedimiento (1) Implemente el circuito de la figura 2.(2) Conecte los switchs a las entradas A y B.(3) Variar todos los switches en toda en toda la condicin posibles. (4) Mida el nivel de voltaje en el punto C y complete la tabla 2. (5) Repita el procedimiento anterior ( puntos de 1 al 4 ) para el caso de los circuitos 2b, 2c, 2d, 2e, 2f y 2g.

Tabla 2aA B D(Volt)D (Nivel lgico)

0 0 0 14.784.8011

1 04.821

1 10.0 0

Tabla 2bA BD ( Volt)D(Nivel Lgico)

03.271

10.160

Tabla 2cA B D (Volt)D(Nivel lgico)

0 0 0.480

0 1 0.140

1 00.470

1 1 4.811

Tabla 2d A B D(Volt)D(Nivel Lgico )

0 0 4.901

0 1 0.110

1 00.120

1 1 0.110

Tabla 2e A BD(Volt)D(Nivel Lgico )

0 0 0.140

0 1 4.621

1 0 4.821

1 14.801

2. Compuertas tpicas Procedimiento:(1) Implemente los circuitos de la figura 3a.(2) Conecte switches a las entradas y obtenga la tabla de verdad variando las entradas.(3) Indique que funcin lgica representa. Llenar la tabla 3.1(4) Instale los circuitos de las figura 3b.(5) Repita el paso 2 y llene la tabla 3.2.(6) Con los IC disponibles implemente un circuito un a su criterio y obtenga su tabla de verdad. Realice el anlisis respectivo.

Tabla 3.1. A B CD( Volt)D(Nivel Lgico )

0 0 0 4.981

0 0 14.881

0 1 0 0.110

0 1 1 0.110

1 0 0 0.120

1 0 10.120

1 1 0 0.110

1 1 1 0.110

Cuestionario:

1. Determinar qu tipo de compuertas son los circuitos de la figuras 3?TipoEcuacin lgicaSmbolostabla de verdad

circuitos fsico con contacto

NOTAB

0110

EXITADORAB

0101

NOR(OR+NOT)

A BC

0 00 11 01 11000

NAND(AND+NOT)

A BC

0 00 11 01 11110

4 Explique detalladamente la familia TTL y la familia CMOS.

La familia TTL (Transistor Transistor Lgico)Esta familia es una de las mas empleadas en la construccin de dispositivos MSI. Esta basada en el transistor multi-emisor. Este transistor es un transistor con varios emisores, una sola base y un solo colector. En la siguiente figura le mostraremos el smbolo de este transistor. Su representacin en transistores con un solo emisor y su forma de operacin.

Un esquema tpico de una puerta TTL se muestra en la siguiente figura, junto con su tabla de funcionamiento (donde tambin se indica la zona de operacin de los diferentes transistores). El funcionamiento de la puerta es el siguiente. Debido a que la intensidad de base de un transistor bipolar es muy pequea, en primera aproximacin podemos decir que es nula por lo que la base del transistor T1 siempre est conectado a polarizacin. Cuando cualquiera de las entradas se encuentra en nivel bajo, el transistor T1 se encontrara en la regin de saturacin, que la unin BE est conduciendo y la unin BC siempre est directamente polarizada, lo cual provocara que la base del transistor T2 tenga una tensin de 0.4v (0.2v de la cada del colector y emisor y 0.2v del nivel bajo). Esta situacin provoca que dicho transistor este cortado. Al estar T2 cortado, la tensin de base T3 ser 0, lo cual implica que T3 tambin este cortado. En cambio, el transistor T4 estar en zona activa directa o en saturacin (dependiendo de los valores de las resistencias R2 y R4), que provocar que le diodo conduzca colocando en la salida un nivel alto.Cuando todas las entradas se encuentran a nivel alto, el transistor T1 estar en la zona activa inversa, ya que la unin BE est cortada y la unin BC est conduciendo. Esta situacin provoca que la tensin de base del transistor T2 sea aproximadamente de 1.4v, llevando a dicho transistor a saturacin. Por lo tanto, el transistor T3 est igualmente saturada y en la salida se colocara un nivel bajo. En cambio, el transistor T4 se encontrara en zona activa directa, pero el diodo no conducir, desconectando la salida de la tensin de polarizacin.A si los niveles de tensin y mrgenes de ruido de esta familia, de forma aproximada, se muestran en la tabla 7.2

La obtencin de estos valores se puede desprender de la tabla de operacin de los transistores de la figura 7.9.

es la tensin para que la T1 salga de zona activa inversa. es la tensin para que el transistor T1 salga de saturacin

En la figura anterior, la zona punteada corresponde a la etapa de salida de la puerta. Esta etapa no es nica, sino que existen varios tipos de etapas de salida. Entre estos tipos, podemos encontrar: La salida ttem-pole La salida con carga resistiva La salida en colector abierto (siempre hay que conectarle una carga de salida) mostradas en la figura 7.10.Como pudimos ver en el ejemplo, la lgica de esta familia es negada, es decir, la salida siempre esta complementada. Tambin podemos apreciar que la utilizacin de un transistor genera la operacin AND de los emisores. Tambin podemos generar operaciones OR de los trminos producto. Luego, con la familia TTL, solo podemos generar las siguientes estructuras: Inversores AND-inversor AND-OR-inversorEstas estructuras se muestran en la figura 7.11.

La familia CMOS (Complementary MOS)Esta familia basa su operacin en la utilizacin de los transistores NMOS y PMOS funcionando como interruptores, de tal forma que los transistores NMOS suministran el nivel bajo (ya que no se degrada a tensin con la umbral) y los transistores PMOS suministran el nivel alto (ya que no se degrada con la tensin umbral)Una puerta construida con la familia CMOS solamente formada por transistores como se muestra en la figura 7.19.

El funcionamiento de la puerta es la siguiente. Cuando en la entrada hay un nivel bajo, el transistor T1 estar cortado mientras que el T2 estar conduciendo. Por lo tanto, el transistor T1 evitara el paso de corriente por lo que no asume potencia en esttica, solo en el transitorio.Cuando en la entrada hay un nivel alto, el transistor T2 estar cortado mientras que el T1 estar conduciendo. Por lo tanto, el transistor T1 colocara en la salida un nivel bajo (que ser directamente el nivel de tierra), y el transistor T2 evitara el paso de corriente por lo que no consume potencia en esttica, solo en transitorio.En el caso de la familia CMOS, al igual que en la NMOS, se puede construir cualquier frmula compleja. En el caso de los transistores NMOS, se construyen igual k en la familia NMOS, pero en los transistores PMOS es la funcin inversa. Es decir: La conexin en paralelo forma una operacin AND Mientras que la conexin en serio forma una operacin OR.Se tiene que verificar que ambas ramas (de transistores NMOS y PMOS) generan la misma funcin lgica. Este hecho implicara que el modo de salida siempre estar conectado a un solo nivel lgico, es decir, al nodo de la polarizacin (nivel alto) o al nodo de tierra (nivel bajo). En el caso de que no se cumpla dicha restriccin, podemos encontrarnos en dos situaciones diferentes: Que el nodo de salida est conectado a la tensin de polarizacin y al nodo de tierra de forma simultnea. Esta situacin no se debe permitir nunca, ya que el valor lgico de salida seria indeterminado. Que el nodo de salida est conectado a ningn nodo, a la tensin de polarizacin ni a tierra. Esta situacin es problemtica porque dejaramos la salida en alta impedancia y cualquier dispositivo parasito podra alterar el valor lgico. Por lo tanto, algunos ejemplos de funciones complejas constituidas en la familia CMOS se muestran en la figura 7.20.