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1 ÍNDICE 1. EL SISTEMA DE NUMERACIÓN BINARIO, BASE DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL Introducción Sistemas de numeración decimal y binario Concepto de sistema de numeración Sistema de numeración decimal Concepto de dígito Expresión de un número en función de las potencias de su base.. 4 Sistema de numeración binario Expresión de un número del sistema decimal en binario Expresión de un número del sistema binario en decimal Características del sistema de numeración binario Bit Bit menos significativo y bit más significativo Ponderación de cada bit V

2 Ïndice Palabra binaria Cuarteto Octeto Punto binario y ceros no significativos Representación de números no enteros Conversión de un número decimal a binario Representación de números negativos en el sistema binario Bit de signo PUERTAS LÓGICAS AND Y OR Introducción Variables binarias Clasificación de los circuitos electrónicos digitales según su complejidad.. 18 Puerta lógica Operador lógico Circuito lógico Bloque lógico Sistema lógico Puerta lógica AND Puerta lógica AND con relés Puerta lógica AND con diodos semiconductores Lógica positiva y lógica negativa Puerta AND Función lógica AND (producto lógico) Símbolos representativos de una puerta AND Puerta lógica OR Puerta lógica OR con relés VI

3 Índice Puerta lógica OR con diodos semiconductores Función lógica OR (adición lógica) Símbolos representativos de una puerta OR PUERTA LÓGICA NOT Y BUFFER Introducción Puerta lógica NOT Puerta lógica NOT con relé Puerta lógica NOT con transistor bipolar JFET Curvas características de un JFET Resistencia del canal de un JFET Recta de carga en los JFET Funcionamiento del JFET trabajando como interruptor Puerta lógica NOT con JFET MOSFET Precauciones en el manejo y montaje de transistores MOS Puerta NOT en tecnología MOSFET Símbolos representativos de una puerta NOT Buffer Símbolos representativos del buffer Buffers de tres estados PUERTAS LÓGICAS NAND Y NOR Introducción Puerta lógica NAND en tecnología DTL Funcionamiento de una puerta NAND de tecnología DTL VII

4 Ïndice Puerta lógica NAND en tecnología TTL Puerta lógica NAND en tecnología MOSFET Símbolos representativos de una puerta NAND Puerta lógica NOR en tecnología DTL Funcionamiento de una puerta NOR de tecnología DTL Puerta lógica NOR en tecnología TTL Puerta lógica NOR en tecnología MOSFET Símbolos representativos de una puerta NOR PUERTAS LÓGICAS EOR Y ENOR Puerta EOR Funcionamiento de la puerta EOR Puerta EOR diseñada con las puertas lógicas AND, OR y NOT Símbolos representativos de una puerta EOR Puerta ENOR Símbolos representativos de una puerta ENOR CIRCUITOS INTEGRADOS (I - Clasificaciones) Introducción Clasificación de los circuitos integrados según el grado de integración SSI (Small Scale Integration) MSI (Medium Scale Integration) LSI (Large Scale Integration) VLSI (Very Large Scale Integration) ULSI (Ultra Large Scale Integration) GSI (Giga Scale Integration) Clasificación de los circuitos integrados digitales por familias VIII

5 Índice RTL (Resistor Transistor Logic) DTL (Diode Transistor Logic) TTL (Transistor Transistor Logic) TTL Standard TTL High Speed TTL Schottky TTL Low Power TTL Low Power Schottky TTL Advanced Low power Schottky TTL Fairchild Advanced Schottky HLL (High Level Logic) ECL (Emitter Coupled Logic) CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Otras familias de integrados digitales CMOS I 2 L (Integrated Injection Logic) HTL (High Threshold Logic) CIRCUITOS INTEGRADOS (II - Códigos de identificación y encapsulados) Introducción Código Proelectron de identificación de integrados Código de identificación de los integrados de la firma Fairchild Semiconductor (F) Código de identificación de los integrados de la firma ITT (MIC) Código de identificación de los integrados de la firma Motorola (MC) Código de identificación de los integrados de la firma National Semiconductor (L) Código de identificación de los integrados de la firma RCA (CA) IX

6 Ïndice Código de identificación de los integrados de la firma Texas Instruments. 136 Encapsulados Encapsulado DIL Encapsulado flat-pack Encapsulado SOIC Encapsulado PLCC Encapsulado SIL CIRCUITOS INTEGRADOS (III - Características técnicas de los circuitos integrados digitales) Introducción Corrientes Corriente de alimentación (I CC ) Corriente de entrada con nivel H (I IH ) Corriente de entrada con nivel bajo (I IL ) Corriente de entrada con tensión de entrada máxima (I I ) Corriente de salida con nivel H (I OH ) Corriente de salida con nivel bajo (I OL ) Corriente de cortocircuito de salida (I OS ) Potencia disipada Factores de carga (Fan-In y Fan-Out) Factor de carga de entrada Factor de carga de salida Tiempo de propagación Inmunidad al ruido Margen de ruido X

7 Índice Margen de ruido en circuitos integrados digitales TTL Margen de ruido en circuitos integrados digitales CMOS Curva de transferencia Temperatura de trabajo Factor de calidad Comparación entre las características de las principales familias de circuitos integrados digitales CIRCUITOS INTEGRADOS (IV - Puertas lógicas integradas) Introducción Puerta lógica AND integrada Puerta lógica OR integrada Puerta lógica NAND integrada Puerta lógica NOR integrada Puerta lógica EOR integrada Puerta lógica ENOR integrada Puerta lógica NOT integrada Puertas lógicas con colector abierto DISPARADOR SCHMITT Introducción Disparador Schmitt Funcionamiento de un disparador Schmitt Curva de respuestas de un disparador Schmitt Filtro antirruido Aplicación de un disparador Schmitt Disparadores Schmitt integrados XI

8 Ïndice 11. OPERADORES UNIVERSALES Y PUERTAS CONFIGURABLES DE FUNCIÓN MÚLTIPLE Introducción Técnica NAND Generación de una puerta NOT con una puerta NAND Generación de una puerta AND con puertas NAND Generación de una puerta OR con puertas NAND Generación de una puerta NOR con puertas NAND Generación de las puertas EOR y ENOR con puertas NAND Técnica NOR Generación de una puerta NOT con una puerta NOR Generación de una puerta OR con puertas NOR Generación de una puerta AND con puertas NOR Generación de una puerta NAND con puertas NOR Generación de las puertas EOR y ENOR con puertas NOR Ventajas del empleo de operadores universales Puertas configurables de función múltiple OPERADORES LÓGICOS COMPLEJOS Introducción Operador implicación Operador inhibición Operador identidad lógica Operador paridad Operador imparidad Operador umbral lógico Operador mayoría Operador únicamente m XII

9 Índice 13. GENERADORES DE IMPULSOS (RELOJES) Introducción Clases de multivibradores Multivibrador astable Multivibradores astables transistorizados acoplados por colector Multivibradores astables transistorizados acoplados por emisor Generadores de impulsos integrados El Generador de impulsos con disparador Schmitt integrado Circuito univibrador Símbolos representativos de los multivibradores OPERADORES LÓGICOS SECUENCIALES. (I - Memorias) Introducción Célula elemental de una memoria Clasificación de los operadores lógicos secuenciales Concepto de báscula o flip-flop Célula elemental de almacenamiento de 1 bit con posibilidad de borrado. 254 Flip-flop tipo S R asíncrono Tabla de excitaciones de un flip-flop S-R asíncrono Flip-flop tipo S R asíncrono con entradas invertidas Tabla de excitaciones de un flip-flop S-R asíncrono con entradas invertidas Flip-flop tipo S R asíncrono con puertas NAND Flip-flop tipo S R asíncrono con puertas NAND y entradas invertidas Flip-flop tipo S R sincronizado Flip-flop tipo T XIII

10 Ïndice Flip-flop tipo D Flip-flop tipo D activado por flancos (Edge Triggered) Flip-flop tipo D con enable Flip-flop tipo JK Flip-flop tipo J-K activado por flancos (Edge Triggered) Entradas auxiliares de los flip-flops Conversión de un tipo de flip-flop en otro OPERADORES LÓGICOS SECUENCIALES. (II - Registros de almacenamiento) Introducción Registro de almacenamiento Registro de desplazamiento con entradas en serie Registro de desplazamiento con entradas en paralelo Registro de desplazamiento hacia la izquierda Registros de desplazamiento bidireccionales Registros de desplazamiento integrados Clasificación de los registros de desplazamiento Línea de retardo digital Generador de secuencias binarias OPERADORES LÓGICOS SECUENCIALES. (III - Contadores) Introducción Contadores Contador en anillo con registro de desplazamiento Contador de anillo de Johnson Contadores asíncronos XIV

11 Índice Contador asíncrono binario Contador asíncrono de décadas Otros contadores asíncronos Contadores síncronos Contadores integrados CODIFICADORES Y DECODIFICADORES Introducción Codificador decimal a binario BCD Codificador integrado de decimal a binario BCD Codificador hexadecimal a binario BCD Decodificadores Decodificador binario BCD a decimal Decodificador binario BCD a hexadecimal Decodificador / excitador binario BCD a display de siete segmentos CONVERSORES DE ANALÓGIO A DIGITAL Y DE DIGITAL A ANALÓGICO Introducción Conversores D/A Conversor D/A de 4 bits Conversores D/A de cualquier número de bits Conversores A/D Muestreo de la señal analógica Circuito de muestreo Convertidores A/D Convertidor A/D tipo contador Convertidor A/D de aproximaciones sucesivas XV

12 Ïndice 19. MULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORES Introducción Multiplexores Multiplexor de cuatro canales Aplicaciones de los multiplexores Multiplexor de ocho canales Multiplexor doble de cuatro canales Multiplexor cuádruple de dos canales Multiplexores integrados Demultiplexores Aplicaciones de los demultiplexores Demultiplexor doble XVI