Familias Bipolares
Páginas: 27 (6637 palabras)
Publicado: 28 de octubre de 2012
1: Las familias lógicas sistemas computacionales
En el contenido principal del libro, las funciones lógicas básicas se han manejado como "cajas negras" cuya construcción interior es un asunto que no debe preocupar ni al técnico ni al diseñista de sistemas digitales, para quienes su principal interés son más bien los niveles de voltaje con los cuales se define tanto el cero ("0") como el uno("1") así como la velocidad máxima a la cual se garantiza que pueda trabajar cierto circuito integrado con el cual se está construyendo el sistema. Sin embargo, para aquellos con curiosidad técnica, aunque no posean un título universitario en ingeniería electrónica, tal vez les haya quedado la curiosidad por saber qué es lo que hay detrás de esas "cajas negras". Para satisfacer en parte dichacuriosidad, aquí se dará un resumen breve sobre cómo se implementan algunas funciones lógicas, usando para ello diagramas esquemáticos elementales sin llevar a cabo un análisis técnico que involucre fórmulas en los cuales se hable de parámetros técnicos tales como la ganancia de corriente beta de un transistor bipolar o la curva de característica de operación del mismo.
Posiblemente la manera mássencilla de implementar funciones lógicas sea mediante el uso de diodos, los cuales permiten el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección más no en la dirección contraria. Esta manera de construír funciones lógicas es conocida de varias maneras tales como "Diode Logic", "Diode-Diode Logic" o inclusive como "Diode-Resistor Logic".
En el siguiente diagrama esquemático tenemos la funciónOR implementada con diodos:
El funcionamiento de este circuito es extremadamente sencillo. Si las entradas a los diodos D1 y D2 en las terminales 3 y 4 son "0" (cero voltaje aplicado en ellas) entonces no llegará voltaje alguno a la terminal 1. En pocas palabras, cuando ambas entradas son "0" la salida será "0". Si aplicamos un voltaje (un "1") a la terminal 3 y mantenemos la entrada a laterminal 4 en "0", entonces la corriente eléctrica podrá fluír directamente de la terminal 3 a la terminal 1 poniendo un "1" (el voltaje aplicado en la entrada del diodo D1) en la salida. Esta corriente eléctrica no puede fluír por el diodo D2 aunque su entrada sea "0" porque el diodo solo es capaz de conducir corriente eléctrica en la dirección indicada por la flecha en su símbolo. Con esto, si laentrada en la terminal 3 es "1" y la entrada en la terminal 4 es "0", la salida será "1". Y lo mismo ocurrirá cuando la entrada en la terminal 3 sea "0" y la entrada en la terminal 4 sea "1". En pocas palabras, cuando cualquiera de las entradas es "1" la salida será también "1". Y si ambas entradas son "1" la salida será "1". Esta es precisamente la acción de un OR.
En el siguiente diagramaesquemático tenemos la función AND implementada con diodos:
Este circuito también tiene una explicación sencilla.
Si las entradas a los diodos D1 y D2 en las terminales 4 y 5 son "1", entonces al estar ambos lados de cada diodo al mismo potencial eléctrico ninguno de ellos conducirá corriente eléctrica alguna (la corriente eléctrica sólo puede fluír de un "1" a un "0") y la terminal 1 se mantendráal mismo nivel del voltaje al cual está conectada a través de la resistencia R1. En pocas palabras, cuando ambas entradas son "1" la salida será "1". Si aplicamos un "0" a la terminal 4 y mantenemos la entrada a la terminal 5 en "1", entonces la corriente eléctrica podrá fluír directamente a través del diodo D1 de la fuente de voltaje a la terminal 4 siguiendo la flecha simbólica del diodo D1, conlo cual el voltaje en la terminal 1 se desplomará al nivel de "tierra eléctrica", o sea a "0". Con esto, si la entrada en la terminal 4 es "0" y la entrada en la terminal 5 es "1", la salida será "0". Y lo mismo ocurrirá cuando la entrada en la terminal 4 sea "1" y la entrada en la terminal 5 sea "0". En pocas palabras, cuando una de las entradas es "0" la salida será "0". Y si ambas entradas...
En el contenido principal del libro, las funciones lógicas básicas se han manejado como "cajas negras" cuya construcción interior es un asunto que no debe preocupar ni al técnico ni al diseñista de sistemas digitales, para quienes su principal interés son más bien los niveles de voltaje con los cuales se define tanto el cero ("0") como el uno("1") así como la velocidad máxima a la cual se garantiza que pueda trabajar cierto circuito integrado con el cual se está construyendo el sistema. Sin embargo, para aquellos con curiosidad técnica, aunque no posean un título universitario en ingeniería electrónica, tal vez les haya quedado la curiosidad por saber qué es lo que hay detrás de esas "cajas negras". Para satisfacer en parte dichacuriosidad, aquí se dará un resumen breve sobre cómo se implementan algunas funciones lógicas, usando para ello diagramas esquemáticos elementales sin llevar a cabo un análisis técnico que involucre fórmulas en los cuales se hable de parámetros técnicos tales como la ganancia de corriente beta de un transistor bipolar o la curva de característica de operación del mismo.
Posiblemente la manera mássencilla de implementar funciones lógicas sea mediante el uso de diodos, los cuales permiten el paso de la corriente eléctrica en una sola dirección más no en la dirección contraria. Esta manera de construír funciones lógicas es conocida de varias maneras tales como "Diode Logic", "Diode-Diode Logic" o inclusive como "Diode-Resistor Logic".
En el siguiente diagrama esquemático tenemos la funciónOR implementada con diodos:
El funcionamiento de este circuito es extremadamente sencillo. Si las entradas a los diodos D1 y D2 en las terminales 3 y 4 son "0" (cero voltaje aplicado en ellas) entonces no llegará voltaje alguno a la terminal 1. En pocas palabras, cuando ambas entradas son "0" la salida será "0". Si aplicamos un voltaje (un "1") a la terminal 3 y mantenemos la entrada a laterminal 4 en "0", entonces la corriente eléctrica podrá fluír directamente de la terminal 3 a la terminal 1 poniendo un "1" (el voltaje aplicado en la entrada del diodo D1) en la salida. Esta corriente eléctrica no puede fluír por el diodo D2 aunque su entrada sea "0" porque el diodo solo es capaz de conducir corriente eléctrica en la dirección indicada por la flecha en su símbolo. Con esto, si laentrada en la terminal 3 es "1" y la entrada en la terminal 4 es "0", la salida será "1". Y lo mismo ocurrirá cuando la entrada en la terminal 3 sea "0" y la entrada en la terminal 4 sea "1". En pocas palabras, cuando cualquiera de las entradas es "1" la salida será también "1". Y si ambas entradas son "1" la salida será "1". Esta es precisamente la acción de un OR.
En el siguiente diagramaesquemático tenemos la función AND implementada con diodos:
Este circuito también tiene una explicación sencilla.
Si las entradas a los diodos D1 y D2 en las terminales 4 y 5 son "1", entonces al estar ambos lados de cada diodo al mismo potencial eléctrico ninguno de ellos conducirá corriente eléctrica alguna (la corriente eléctrica sólo puede fluír de un "1" a un "0") y la terminal 1 se mantendráal mismo nivel del voltaje al cual está conectada a través de la resistencia R1. En pocas palabras, cuando ambas entradas son "1" la salida será "1". Si aplicamos un "0" a la terminal 4 y mantenemos la entrada a la terminal 5 en "1", entonces la corriente eléctrica podrá fluír directamente a través del diodo D1 de la fuente de voltaje a la terminal 4 siguiendo la flecha simbólica del diodo D1, conlo cual el voltaje en la terminal 1 se desplomará al nivel de "tierra eléctrica", o sea a "0". Con esto, si la entrada en la terminal 4 es "0" y la entrada en la terminal 5 es "1", la salida será "0". Y lo mismo ocurrirá cuando la entrada en la terminal 4 sea "1" y la entrada en la terminal 5 sea "0". En pocas palabras, cuando una de las entradas es "0" la salida será "0". Y si ambas entradas...
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