Informe De Laboratorio 01 - Circuitos Integrados Ttl

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

CIRCUITOS INTEGRADOS TTL CIRCUITOS DIGITALES I DOCENTE: Ing. Elena Vildozo Zambrano ALUMNOS: Triana Humpire Silva Ernesto Ríos de la Cruz

TACNA - PERÚ

CIRCUITOS DIGITALES I

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA INFORME DE LABORATORIO 01: Circuitos Integrados TTL

1. BASE TEORICA 1.1. Familia de Circuitos Integrados TTL TTL - Viene de las iniciales: Transistor - Transistor - Logic ó Lógica Transistor a Transistor. La familia de los circuitos integrados digitales TTL tienen las siguientes características: - El voltaje de alimentación es de + 5 Voltios, con: V mín = 4.75 Voltios y Vmáx = 5.25 Voltios. Por encima del voltaje máximo el circuito integrado se puede dañar y por debajo del voltaje mínimo el circuito integrado no funcionaría adecuadamente. Características  Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75V y los 8,25V (como se ve, un rango muy estrecho). Normalmente TTL trabaja con 5V.  Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,0V y 0,8V para el estado L (bajo) y los 5,4V y Vcc para el estado H (alto).  La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 400 MHz.  Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas). Esta familia utiliza elementos que son comparables a los transistores bipolares diodos y resistores discretos, y es probablemente la más utilizada. A raíz de las mejoras que se han realizado a los CI TTL, se han creado subfamilias las cuales podemos clasificarlas en: 

TTL estándar.



TTL de baja potencia (L).



TTL Schottky de baja potencia (LS).



TTL Schottky (S).



TTL Schottky avanzada de baja potencia (ALS).



TTL Schottky avanzada (AS).

Como sus características de voltaje son las mismas (La familia lógica TTL trabaja normalmente a +5V), analizaremos sus velocidades y consumo de potencia.

2

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Velocidad aproximada

Subfamilia TTL

1.5 ns

Schottky avanzada

3 ns

Schottky

4 ns

Schottky potencia

10 ns

Schottky de baja potencia

10 ns

estándar

avanzada

de

baja

33 ns baja potencia Tabla 1: Velocidades de las distintas subfamilias TTL

Consumo de potencia por puerta

Subfamilia TTL

1 mW

baja potencia

1 mW

Schottky avanzada de baja potencia

2 mW

Schottky de baja potencia

7 mW

Schottky avanzada

10 mW

estándar

20 mW Schottky Tabla 2: Consumo de potencia de las subfamilias TTL Observemos que las subfamilias Schottky de baja potencia como la Schottky avanzada de baja potencia reúnen excelentes características de alta velocidad y bajo consumo de potencia. Debido a su configuración interna, las salidas de los dispositivos TTL NO pueden conectarse entre sí a menos que estas salidas sean de colector abierto o de tres estados. Notas:      

Las señales de entrada nunca deben de ser mayores que el voltaje de alimentación ni inferiores al nivel de tierra. Si alguna entrada debe estar siempre en un nivel alto, conectarla a Vcc (voltaje de alimentación). Si alguna entrada debe estar siempre en un nivel bajo, conectarla a tierra. Si hay entradas no utilizadas, en compuertas NAND, OR, AND, conectarlas a una entrada que si se esté utilizando. Es mejor que las salidas no utilizadas de unas compuertas estén a nivel alto pues así consumen menos corriente. Evitar los cables largos dentro de los circuitos.

3

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1.2.

Utilizar por lo menos un capacitor de desacople (0.01 uF a 0.1 uF) por cada 5 o 10 paquetes de compuertas, uno por cada 2 a 5 contadores y registros y uno por cada monoestable. Estos capacitores de desacople eliminan los picos de voltaje de la fuente de alimentación que aparecen cuando hay un cambio de estado en una salida TTL/LS. (de alto a bajo y viceversa) Estos capacitores deben tener terminales lo más cortos posible y conectarse entre Vcc y tierra, lo mas cerca posible al circuito integrado. OR Este circuito integrado consta de 4 puertas OR de dos entradas con salida en Totem Pole. Su función es realizar la suma lógica de las dos variables de entrada.

1.3.

AND Este circuito integrado consta de 4 puertas AND de dos entradas cada una y con salida totem pole.

1.4.

NOT El circuito integrado salida totem pole.

1.5.

7404

consta

de

6 inversores

con

OR – EXC Este circuito nos proporciona 4 puertas EX-OR 2 entradas. El circuito integrado 7486 uno de los usos que podemos darle en la práctica es de circuito semi sumador, el bit de acarreo lo podemos implementar añadiendo en paralelo con las entradas una puerta AND. Las patillas de alimentación son el pin 14 VDD y 7 VSS o GND. El tiempo de propagación típico de la puerta es de 30ns. Las familias disponibles para este circuito son: 

7486



74LS86



74S86



74L86

Este circuito se puede sustituir por el 74386 que es más fácil de encontrar. 4

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2. DIAGRAMAS Y TABLA DE CIRCUITOS INTEGRADOS 2.1.

CIRCUITO 7432 TTL SIMBOLO

DE

LA

PUERTA

LOGICA OR:

Esta puerta lógica se representa en álgebra booleana como:

Q=B+ A

TABLA DE VERDAD LOGICA OR:

2.2.

Entradas

Salida

A

Q

B

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

CIRCUITO 7408 TTL SIMBOLO PUERTA AND

5

PUERTA

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Esta puerta lógica se representa en álgebra booleana como:

Q= A∗B TABLA DE VERDAD PUERTA LOGICA AND: Entradas

Salida

A

Q

B

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1 Esta tabla de la verdad es la que

Entradas

Salida

A

B

Q

0V

0V

0V

la salida. Hay que recordar que el

0V

5V

0V

nivel bajo estará entre 0 y 0,8 Voltios

5V

0V

0V

y el alto entre 2,4 y la tensión de

5V

5V

5V

alimentación

2.3.

menos se suele usar en ella vemos los voltajes que toman las entradas y

CIRCUITO 7404 SIMBOLO PUERTA NOT:

TABLA DE VERDAD PUERTA LOGICA NOT: ENTRADA A 0

SALIDA B 1 6

5

Voltios.

La

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2.4.

0

CIRCUIRO 7486 TTL SIMBOLO PUERTA OR-EXC

La función en álgebra booleana es: Q= A ⊕ B

TABLA DE VERDA PUERTA OR-EXC

Entradas A

Salida B

Q

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

3. EXPERIENCIA 3.1. 3.1.1.

CIRCUITO LOGICO OR

7

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3.1.2.

AND

3.1.3.

NOT

3.1.4.

OR-EXC

8

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3.2.

TABLA DE COMPROBACION

3.2.1.

OR

ENTRADAS A B 1 1 1 0 0 1 0 0 3.2.2.

ENTRA DA A 1 0

C3 1 1 1 0

C4 1 1 1 0

SALIDAS C1 C2 0 0 0 0 0 0 1 1

C3 0 0 0 1

C4 0 0 0 1

AND

ENTRADAS A B 1 1 1 0 0 1 0 0 3.2.3.

SALIDAS C1 C2 1 1 1 1 1 1 0 0

NOT

SALIDA Y1 0 1

3.2.4.

Y2 0 1

Y3 0 1

Y4 0 1

Y5 0 1

Y6 0 1

OR-EXC

ENTRADAS A B 1 1 1 0 0 1 0 0

SALIDAS Y1 Y2 0 0 1 1 1 1 0 0

3.3. CIRCUITO A NIVEL INTEGRADO 3.3.1. OR

9

Y3 0 1 1 0

Y4 0 1 1 0

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3.3.2.

AND

3.3.3.

NOT

3.3.4.

OR-EXC

10

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA 4. SIMULACION 4.1. OR

4.2.

AND

11

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UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA 4.3.

NOT

4.4.

OR-EXC

5. CONCLUSIONES

12