INTERES TEMATICO...

Este es un Blogger dedicado al mundo conjugado de la Electrónica y la Aviación, se conocerá la interdisciplinaridad que existe entre estas dos ciencias y se llevara también una secuencia lógica que nos ayudara a comprender mejor los temas que se trataran…

COMPUERTAS LÓGICAS

Es la ciencia que estudia la conducción de la electricidad, ya sea en gases, en semiconductores o en el vacío, se conformar a partir de otros componentes eléctricos discretos y son la expresión física de los booleanos.
Las compuertas son ubicadas dentro de dispositivos electrónicos conocidos como integrados, aunque también se pueden ubicar en los microcontroladores y PIC, que también manejan compuertas completas. Las puertas lógicas manejan valores de entrada y valores de salida que son el resultado de la operación que se realiza en la puerta lógica, pero dentro de esto también se pueden determinar los dos únicos estados que se toman para realizar las operaciones con las compuertas, sin distinguir qué tipo de compuerta sea todas utilizan los estados de altos y bajos o como también son conocidos como (1 o 0), para representar todas la posibilidades de combinación que se pueden dar entre las diferentes compuertas se utiliza la ‘tabla de verdad’ que nos será muy útil para entender el comportamiento interno de las compuertas, y con estas nos será más fácil conocer el valor de salida de las puertas lógicas.

TIPOS DE COMPUERTAS LOGICAS
La primera de ellas es la compuerta IF que al español significa si y nos va a representar una igualdad, esta se encuentra simbolizada por un triangulo, en donde la base nos determina la entrada y el vértice opuesto la salida. Como mencionamos anteriormente esta es una compuerta de igualdad por lo tanto, el valor de la entrada será siempre el valor de la salida. Estas compuertas son muy utilizadas como amplificadores de corriente.
Cuando se necesita que la salida de esta compuerta no tenga un valor igual al de la entrada, será necesario realizar la operación de negación en donde se niega la salida. En este caso la negación se simboliza ubicando un pequeño círculo en la salida del operador y se conoce como la compuerta NOT.

La segunda de ellas es la compuerta AND y esta cumple la función de multiplicar los valores de la entrada; esta solo tomara el valor de salida (1) cuando todas las entradas sean altas, en caso contrario a este la salida será (0), a la compuerta AND no solo se le pueden introducir dos entradas también se pueden realizar operaciones con tres, cuatro o más entradas. Estas compuertas son utilizadas para operaciones de valores iguales para una acción.
La compuerta de negación de la AND es conocida como la compuerta NAND y es la ubicación de una NOT en la salida de la compuerta AND y en este caso la salida solamente será (0) cuando todas las entradas estén en (1).

La tercera de ellas es la compuerta OR y esta cumple la función de sumar esta compuerta presenta un estado alto en la salida (1) cuando menos una de sus entradas se encuentren es estado alto, en caso contrario la salida será 0. En este caso para encender a una lámpara con un circuito de interruptores en serie, será necesario tener solamente una de las entradas en alto (1) para que esta encienda.
La compuerta de negación de la OR es conocida como la compuerta NOR, como en el caso de la NAND, se ubica una NOT en la salida de la compuerta en este caso de la OR para que la salida de esta sea negada. Y el resultado de la negación estará en alto (1) cuando todas sus entradas estén el bajo (0).
Para realizar la negación en las dos entras existe la compuerta XOR, en esta compuerta la salida estará en bajo (0) cuando las entradas sean distintas entre sí. Esto nos indica que la salida estará en alto cuando se cumplan una sola función de lo contrario no se podrán realizar varias tareas al tiempo.


Desde el momento en el cual ingresan al mercado los circuitos integrados (CIs), comienza un desarrollo tecnológico rápido de estos, y la electrónica se comienza a dar cuenta que estos son mucho más efectivos y suplen algunos problemas que tenían los DTL, como era el gran espacio en estructura del DTL que el de los CIs.

FAMILIAS LÓGICAS

FAMILIAS BIPOLARES: son los circuitos integrados que utilizan amplificadores clásicos y la evolución tecnológica de en las familias bipolares busca:

• Situar el máximo de sus componentes en un chip, y entre otras cosas disminuir los cortes.
• Reducir el consumo de potencia.
• Aumentar la velocidad de conmutación reduciendo los tiempos de propagación de la señal en una puerta de alimentación.

RTL: lógica de resistencia-transistor.

Retraso de propagación por compuerta Voltaje de alimentación Margen de Ruido Consumo promedio por compuerta
50 nano-segundos 3 Volts 0.2 Volts 10 mili-Watts


DTL: lógica de diodo-transistor.
Retraso de propagación por compuerta Voltaje de alimentación Margen de Ruido Consumo promedio por compuerta
25 nano-segundos 5 Volts Bajo 15 mili-Watts

TTL: (transistor transistor logic) lógica de transistor-transistor.
Voltaje de alimentación Margen de Ruido
5 Volts 0.4 Volts

Tipos de TTL estándar, baja potencia, de alta velocidad, schotky, schotky de avanzada de baja potencia, schotky avanzada:

TTL ESTANDAR
• Retraso de propagación por compuerta de 10 nano segundos.
• Disipación por compuerta de 10 miliwatts.
TTL ALTA VELOCIDAD
• Retraso de propagación por compuerta de 6 nano segundos.
• Disipación por compuerta de 22 miliwatts.
TTL BAJO CONSUMO
• Retraso de propagación por compuerta de 33 nano segundos.
• Disipación por compuerta de 1 miliwatt.
TTL SCHOTTKY
• Retraso de propagación por compuerta de 3 nano segundos.
• Disipación por compuerta de 19 miliwatts.
TTL SCHOTTKY DE ABJO CONSUMO
• Retraso de propagación por compuerta de 9.5 nano segundos.
• Disipación por compuerta de 2 miliwatts.

La siguiente explicación de los tipos de TTL son para todos los ubicados en las (SERIES 54 / 74LS).

ECL: (emiter coupled logic) lógica de emisor acoplados, también llamada CML, lógica de modo corriente (no saturados).
Características:
• Puede operar a frecuencias mayores de 500 Mhz.
• Retraso de propagación por compuerta de 0.3 nano segundos.
• Disipación por compuerta de 60 miliwatts.

HTL: también llamada HNIL, lógica de alta inmunidad al ruido.

IIL: lógica de inyección integrada.

FAMILIAS MOS: Significa lógica de oxido de semiconductor metálico, se caracteriza porque emplean transistores de efecto de campo que tienen las ventajas de mayor facilidad de fabricación, tamaño más pequeño (1/50 de transistores bipolares) y muy baja disipación de potencia. Las desventajas son baja velocidad de respuesta, mayor delicadeza en el manejo y poca capacidad de manejo de corriente.

CARACTERISTICAS ESPECÍFICAS DE LAS PUERTAS MOS:
• Gran densidad de integración.
• Elevada resistencia de entrada
• Pequeño consumo.
• Vdd del orden de 10V o más.
• Frecuencia de trabajo limitada a algunos Mhz
• Sensibles a las descargas eléctricas.

PMOS: (p channel metal oxide semiconductor) metal-oxido semiconductores de canal P.
La característica de esta familia es que requieren solo la tercera parte de pasos necesarios de producción de su contraparte con transistores bipolares estándar de doble difusión.

NMOS: (n channel mos) metal-oxido semiconductores canal N.
Permiten el doble de densidad de integración que los P-MOS, además de ser casi dos veces más rápidos debido a que en NMOS los portadores de carga son los electrones libres (mientras que en PMOS los portadores de carga son los huecos que son más lentos).

Retraso de propagación por compuerta Consumo promedio por compuerta
40 nano-segundos Menor que 1 mili-Watt

CMOS: metal-oxido semiconductor complementario. Los CMOS están formados por la asociación de pares PMOS-NMOS.

CARACTERISTICAS

• Esta tecnología ofrece un menor consumo.
• mayor densidad de integración.
• frecuencia de trabajo elevada.
• La estructura de base de ésta tecnología es el inversor fundamental compuesto de dos MOS con enriquecimiento.

Con los TTL y los CMOS se crean los CIs SSI y MSI.