Electrónica digital: puertas lógicas de circuitos integrados

Durante los 50 años más o menos que los diseñadores de circuitos electrónicos han estado trabajando en circuitos lógicos basados ​​en semiconductores, muchos diseños han sido desarrollados para la creación de puertas lógicas. Debido a que cada enfoque para el diseño de circuitos lógicos resultados en toda una familia de circuitos lógicos para los distintos tipos de puertas (NO, AND, OR, NAND, NOR, XOR y XNOR), los diferentes diseños se refiere a menudo como familias de diseño.

Éstos son los más populares:

• RTL: Resistencia-Transistor Logic, que utiliza resistencias y transistores bipolares.

• DTL: Diode-Transistor Logic, que es similar a la RTL pero añade un diodo para cada circuito de entrada.

• TTL: Transistor-Transistor Logic que utiliza dos transistores, uno configurado para funcionar como un interruptor y el otro configurado para funcionar como un amplificador. El transistor de conmutación se utiliza en los circuitos de entrada, y el transistor amplificador se utiliza en los circuitos de salida. El amplificador permite la salida de la puerta para ser conectado a un mayor número de entradas que los circuitos RTL o DTL.

  En un circuito TTL, los transistores de conmutación son en realidad transistores especiales que tienen dos o más emisores. Cada entrada está conectada a uno de estos emisores de modo que las entradas separadas todo el control del mismo circuito colector-emisor. La base de transistor de conmutación está conectado a la tensión de alimentación Vcc, y el colector está conectado a la base del transistor de amplificación.

  

  Aunque se pueden construir circuitos TTL mediante el uso de transistores individuales, circuitos integrados con circuitos TTL están fácilmente disponibles. Los tipos más populares de circuitos integrados TTL se designan por números en la forma 74nn. En total, unos pocos cientos de tipos de circuitos integrados de la serie 7400 están disponibles. Muchos de ellos ofrecen circuitos lógicos avanzados que no es probable que se utilizará para proyectos electrónicos para el hogar.

  Número	Descripción
  7400	Quad de dos entradas puerta NAND (cuatro puertas NAND)
  7402	Quad de dos entradas puerta NOR (cuatro puertas NOR)
  7404	Inversor hexagonal (seis puertas NOT)
  7408	Quad de dos entradas puerta (cuatro puertas AND)
  7432	Quad de dos entradas puerta OR (cuatro puertas OR)
  7486	Quad de dos entradas puerta XOR (cuatro puertas XOR)

• CMOS: Complementary Metal-Oxide Semiconductor Lógica, que se refiere a circuitos lógicos construidos con un tipo especial de transistor llamado un MOSFET. MOSFET representa Metal Oxide Semiconductor Transistor de Efecto de Campo.

  La física de cómo un MOSFET difiere de un transistor bipolar estándar no son tan importante a menos que quiera convertirse en un diseñador de IC. Lo que es importante es que los MOSFET utilizan mucha menos energía, se pueden cambiar los estados mucho más rápido, y son significativamente más pequeños que los transistores bipolares. Estas diferencias hacen que MOSFETs ideal para circuitos integrados modernos, que a menudo requieren millones de transistores en un solo chip.

  Aparte de dibujo menos energía y operar más rápido que los circuitos TTL, circuitos CMOS funcionan como circuitos TTL. De hecho, los chips CMOS están diseñados para ser intercambiable con chips TTL comparables.

  Chips de lógica CMOS tienen un número de pieza de cuatro dígitos que comienza con el número 4 y, a menudo son llamados chips de 4000 de la serie. Al igual que con la serie 7400 de chips de lógica TTL, varios cientos de tipos de chips de la serie 4000 están disponibles.

  Número	Descripción
  4001	Quad de dos entradas puerta NOR (cuatro puertas NOR)
  4009	Inversor hexagonal (seis puertas NOT)
  4011	Quad de dos entradas puerta NAND (cuatro puertas NAND)
  4030	Quad de dos entradas puerta XOR (cuatro puertas XOR)
  4071	Quad de dos entradas puerta OR (cuatro puertas OR)
  4077	Quad de dos entradas Puerta XNOR (cuatro puertas XNOR)
  4081	Quad de dos entradas puerta (cuatro puertas AND)

Circuitos lógicos CMOS son muy sensibles a la electricidad estática. Asegúrese de que usted descarga a sí mismo correctamente al tocar una superficie metálica conectada a tierra antes de tocar un chip CMOS. Para una máxima protección, use una pulsera antiestática.