Conceptos Básicos y Familias Lógicas

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Parámetros de Corriente

IiL(max): Corriente máxima que una entrada de una compuerta lógica requiera para pasar al estado bajo

IoL(max): Corriente máxima de salida de una compuerta lógica proporcionando

un estado bajo a la salida de la misma, mientras mantiene un voltaje VoL(max)

IiH(max): Corriente máxima que una entrada de una compuerta requiere para pasar al estado alto.

IoH(max): Corriente maxima que una salida de una compuerta puede proporcionar en el estado alto mientras mantiene un voltaje de VOH(min)

Características más notables de los Circuitos Integrados de la Familia TTL

- Flujo y Reflujo de Corriente

- Fan-Out

- Margen de Ruido

- Disipación de Potencia

- Flujo y Reflujo de Corriente

Cuando la salida de una compuerta está en nivel alto, proporcionando corriente a la entrada de la compuerta que está operando, se dice que la salida actúa como una fuente de corriente. Y cuando la salida de una compuerta va a nivel bajo, debe ser capaz de absorver un paso de corriente desde las entradas de la compuerta que se están operando en nivel bajo, esto se conoce como un consumidero de corriente (reflujo)

- Fan-Out

Es el número máximo de entradas lógicas que la salida de un circuito digital puede manejar en forma confiable. Debe determinarse el fan-out en alto y el fan-out en bajo. Para realizar estos cálculos se usan las siguientes fórmulas:

Fan-out en alto = IOH(max) / IIH(max)

Fan-out en bajo = = IOL(max) / IIL(max)

- Margen de Ruido

Es la capacidad de un circuito para tolerar el voltaje de ruido en sus terminales

- Disipación de Potencia

Se mide con la salida en nivel alto o bajo. Se deben determinar los valores para ambas condiciones, para así definir la potencia requerida de la fuente.

Otras Estructuras entrada/salida TTL

- La compuerta de tercer estado

Las salidas de dos compuertas TTL con estructura tótem pole no se pueden conectarse entre si como las salidas de colector abierto. Si embargo, existe un tipo espacial de compuerta tótem pole que permite la conexión alambrada de salidas para formar un sistema de bus común. Cunado una compuerta TTL que cuenta con esta propiedad, se le denomina compuerta de Tres Estados.

Una compuerta de tres estados presenta tres estados de salida

- Estado de nivel bajo

- Estado de nivel alto

- Alta impedancia

El tercer estado es de “circuito abierto” o “alta impedancia” y permite una conexión con alambre directo de muchas salidas a una línea común. Las compuertas de tres estados hacen innecesarias las compuertas de colector abierto en configuración de bus

- La compuerta de disparado Schmitt

Las compuertas lógicas Schmitt Trigger tienen una histéresis o brecha diferencial en los cambio de bajo a alto y de bajo a alto, superior a las compuertas normales, propiedad que las hace mas inmunes a señales de ruido que puedan existir en la entrada. Este tipo de compuertas se encuentran generalmente a la entrada de los circuitos lógico con el propósito de “disminuir” las variaciones provocadas por el ruido de las entradas.

- Compuerta de salida de colector abierto.

La compuerta TTL básica se modifica para obtener el colector del transistor interno. Este tipo de compuertas presenta las siguientes características:

- La salida de la compuerta es directamente uno de los “colectores” con que esta construida la compuerta

- Es necesaria una resistencia de “carga” a la salida para poder tener una respuesta de la compuerta

- La compuerta requiere de una fuente para el correcto funcionamiento de la compuerta

- El voltaje de salida no depende de la fuente de alimentación de la compuerta

Una de las principales aplicaciones de este tipo de compuertas es realizar una interfaz entre la familia TTL y otro tipo de familia que funciona con un nivel de voltaje diferente.

Universalidad de las Compuertas NAND y NOR

Todas las expresiones booleanas constan de varias formas de combinar las operaciones básicas, OR, AND y NOT. Por lo tanto, cualquier expresión se puede llevar a cabo usando compuertas básicas. Sin embargo es posible implementar cualquier expresión lógica usando únicamente compuertas NAND o NOR. Esto se debe a que las compuertas NAND (NOR), en la combinación adecuada, se pueden usar para realizar cada una de las operaciones booleanas.

EJERCICIOS DE APLICACIÓN

- Una salida de compuerta NAND 74ALS alimenta a 3 entradas de una compuerta 74S y una entrada de una compuerta 7406. Determine si existe algún problema de carga para conectar compuertas del tipo 74ALS

- ¿Cuántas compuertas de la serie 74S, se pueden conectar a la salida de una compuerta.

- 74S112

- 74F00