Implementación De Compuertas Y Circuitos Lógicos Con Transistores

Práctica 1
“IMPLEMENTACIÓN DE COMPUERTAS Y CIRCUITOS LÓGICOS CON TRANSISTORES”

Objetivo:
En esta práctica, se implementaran circuitos lógicos basados en componentes discretos utilizando resistencias y transistores, se evaluar su funcionamiento así como la comprobación del funcionamiento de las principales compuertas lógicas.

Introducción:
Los sistemas digitales emplean señales quetienen dos valores distintos conocidos como “1” y “0” lógicos.
Los sistemas digitales representan y manipulan además de números, muchos otros elementos discretos de información.
Los sistemas digitales pueden representar cualquier elemento discreto de información utilizando el código binario adecuado.
Los códigos deben de estar en BINARIO porque los circuitos digitales solo pueden interpretar yalmacenar “unos” y “ceros”.

Construcción de compuertas lógicas
La construcción de las compuertas lógicas presentadas en esta sección se puede realizar utilizando diferentes componentes como relevadores, diodos, transistores, etc. Sin embargo en esta prácticas se implementarán utilizando transistores. A la lógica basada en transistores se le denomina TTL y es una de las familias mas utilizadas porlos diseñadores de circuitos lógicos discretos debido a las mejoras sobre las otras familias.
En nuestro caso se utilizará al transistor BC548 como transistor discreto.

Requisitos:
Para el desarrollo de esta práctica se requiere de la siguiente información:
* Investigar las principales características de la familia TTL
* Ganancia ß del transistor utilizado
* Configuraciónde pines del transistor BC547 y BC337
* Configuración de los transistores en la región de corte y de saturación, para obtener la resistencia de base y la resistencia de colector para una corriente de colector de 5 mA. considerando una fuente de 5 volts.
Desarrollo:
La implementación de las compuertas lógicas basadas en transistor, se basa en la operación de los transistores en la región decorte y de saturación, estas regiones de operación le permiten al transistor:
1. en la región de corte eliminar el flujo de corriente a través del transistor
2. en la región de saturación que fluya la corriente por el transistor.
Estos 2 puntos de operación le permiten al transistor comportase como un interruptor abierto o cerrado.
Implementación de la compuerta NOT

De este circuitobásico se puede aprecia que en caso de aplicar a la entrada 5 volts (1 lógico) el transistor se cierra, teniendo a la salida 0 volts (cero lógico), en caso de aplicar a en la entrada un 0 volts (0 lógico), el transistor entra en la región de corte. Este funcionamiento corresponde a la compuerta NOT; siendo la mas fácil de implementar.

Implementación de la compuerta NOR
La implementación dela compuerta NOR se realiza utilizando el circuito de la figura siguiente. Del análisis del mismo, se desprende que en caso de conectar cualquiera de las entradas a 5 volts (nivel lógico 1), la salida se va a 0 volts, debido a la saturación de alguno de los transistores. La única posibilidad de que la salida este en 5 volts (1 lógico), es que ambas entradas sean de 0 volts (0 lógico).Implementación de la compuerta OR
La compuerta OR se realiza utilizando el circuito de la compuerta NOR y agregando el circuito inversor, este arreglo permite invertir la señal de salida de la compuerta NOR y dar paso a la compuerta OR, como se puede apreciar la implementación de una compuerta NOR es mas simple que una compuerta OR al utilizar transistores tipo NPN, sin embargo en el diseño de unacompuerta lógica se utilizan los transistores mas adecuados para la aplicación

Implementación de la compuerta NAND

La implementación de la compuerta NAND es la base de la lógica digital e indudablemente es la mas utilizada en la implementación de circuitos lógicos de la familia TTL, El análisis de funcionamiento de esta compuerta lógica, se puede realizar por inspección se observa que la...