compuertas

1. 1
Resumen— conocer los diferentes parámetros de las
diferentes tecnologías de los transistores y cada diferencia
de cada una en la potencia y capacidades de extensión,
realizando en el simulador el montaje de un circuito con
diferentes compuertas y saber su valor de salida deduciendo
que función logica pertenece, también conoceremos las
cantidades de entras y pines de un integrado con los valores
de cada uno de ellos juntos con el VCC y el tierra.
Palabras claves—compuertas, TTL, CMOS.
I. INTRODUCCIÓN
Trabajaremos con las diferentes tecnologías como TTL,CMOS
creadas para una alta velocidad y también para un bajo consumo
donde observaremos el comportamiento de cada una de ellas en
simulaciones y circuitos en el laboratorio, junto con la familia
lógicas como son la 74LS, conocer la diferentes encapsulados
de cada una de las compuertas y el respetivo funcionamiento de
ellas en lo circuitos brindando la información para el desarrollo
de la práctica.
II. OBJETIVOS
• Determinar las características de funcionamiento de
las familias lógicas
• Identificar y conocer cada uno de los encapsulados de
las diferentes compuertas lógicas
• Identificar las familias lógicas TTL y CMOS para el
CI
III. MARCO TEÓRICO
1. Tecnologías TTL ,CMOS
Tecnología TTL
Tecnología TTL. Las siglas en inglés significan transistor-
transistor logic (lógica transistor a transistor). Tecnología de
construcción de circuitos integrados electrónicos digitales
basadas en el uso de transistores bipolares, es característico el
uso de transistores multiemisores. TTL sucedió a las
tecnologías RTL (lógica resistencia-transistor) y DTL (lógica
diodo-transistor).
características generales:
• Tensión de alimentación: 5 V típica, con
rango entre los 4,75V y los 5,25V para la 74 y 4,5
V a 5,5 V para la 54.
• Lógica positiva: el “1” lógico es de mayor
tensión que el “0” lógico.
• Rango de temperatura: de 0 °C a 70 °C para
la serie 74 y de -55º a 125 °C para la 54.
• Niveles de tensión de entrada para el “0”
lógico (VIL): entre 0V y 0,8V.
• Niveles de tensión de entrada para el “1”
lógico (VIH): entre 2,4V y VCC
• Velocidad de transmisión entre los estados
lógicos: alrededor de 400 Mhz.
Aplicaciones
• Microprocesadores, como el 8X300, de
Signetics, la familia 2900 de AMD y otros.
• Memorias
• Circuitos digitales, entre ellos, contadores,
compuertas, biestables, registros de
desplazamiento, etc.
• PAL (arreglo lógico programable), para
diseñar matrices decodificadoras.
Informe laboratorio de electrónica digital I
Práctica 2: funciones lógicas en CI, tecnológicas
y parámetros de funcionamiento
Guzmán Efraín, jerez Cristian y Edgar duran
Tecnología en electrónica industrial
Docente: Diana Milena Ariza Castillo

2. 2
Fig 1. Compuerta NOT
Fig 2. Esquema de un circuito TTL
TECGNOLOGIA CMOS
Esta tecnología lleva el nombre en inglés de Complementary
Metal Oxide Semiconductor, y es mayormente conocido
gracias a su acrónimo, CMOS, estando presente no solo en este
campo de la informática sino también en la fabricación de los
distintos Circuitos Electrónicos Integrados, conocidos
popularmente como Chip o Microchip.
Fig 3. Tecnología CMOS
Este material de tipo Semiconductor (es decir, que dependiendo
de ciertas condiciones permite o no el paso de energía eléctrica)
es el utilizado por excelencia en la fabricación de los
Procesadores, contando con dos circuitos que representan una
doble polaridad: Por un lado el polo Negativo (NMOS) y por
otro lado su opuesto Positivo (PMOS)
Su funcionamiento sigue la premisa fundamental del menor
consumo energético posible, logrado cuando solo uno de los
circuitos está funcionando en un momento inespecífico, por lo
que es apto para poder ser utilizado en Dispositivos con
Baterías, y lógicamente en una amplia gama de Ordenadores
Portátiles no tan sofisticados.
La principal ventaja está, tal como hemos dicho, en que tiene
un–Bajo Consumo Eléctrico, lo que genera una alta impedancia
de entrada y solamente contar con Corrientes Parásitas cuando
esté en estado de reposo, sin tener conexión directa con la fuente
de donde proviene la corriente eléctrica y la descarga a tierra.
2. Esquemático de los integrados de las compuertas
74LS00
Es un circuito de cuatro puertas independientes de 2 entradas
Positivo-NAND. La puerta lógica NO-Y, más conocida por su
nombre en inglés NAND, realiza la operación de producto
lógico negado. En ocasiones es llamada también barra de
Sheffer.

3. 3
Fig 4. Compuerta 74LS00
Fig 5. Esquemático 74LS00
74LS04
El nombre de la familia viene dado por la técnica de
construcción TTL (Transistor - Transistor Lógico), esto
significa que los componentes principales en su interior son
transistores, en este componente SN74LS04 son transistores
bipolares. La familia original 74XX, ya obsoleta, dio lugar a
varias subfamilias, buscando mejoras en el funcionamiento y
compatibilidad con otros componentes. En este caso, 74LSXX
(TTL Low-power Schottky) combina bajo consumo de
corriente (indicado por L) con alta velocidad de operación
producto de la incorporación de tecnología Schottky
Fig 6. Compuerta 74LS04
Fig 7. Esquematico 74LS04
74ls08
Compuerta AND es un circuito integrado que consta de cuatro
compuertas AND de dos entradas independientes. Su función
es realizar una multiplicación de las entradas, siguiendo los
principios básicos de una multiplicación ordinaria de números
binarios.
Fig 8. Compuerta 74LS08
Fig 9. Esquematico 74LS08
74ls32
conocida como puerta OR o compuerta OR es una
puerta lógica digital que implementa la disyunción

4. 4
lógica quad-2 de entrada positiva con 4 compuertas
OR independientes, se comporta de acuerdo a la tabla
de verdad.
Sirve para realizar distintas prácticas de electrónica
para poder tener cualquier función lógica. Este tipo
de compuertas son fáciles de utilizar ya que pueden
conectarse a protoboard´s y con ayuda de cables de
conexión ya sea alambre para protoboard o cables
Dupont realizar diferentes conexiones entre las
compuertas.
Fig 10. Compuerta 74LS32
Fig 11. Esquematico 74LS32
74LS02
Circuito integrado con tres compuertas lógicas NOR de tres
entradas, encapsulado 14DIP
La compuerta NOR 3 entradas, es una compuerta lógica
sumadora que cambia de estado su salida dependiendo del nivel
lógico de sus entradas A-B-C.
Fig 12. Tabla de verdad de la compuerta 74LS027
Fig 13. Esquematico 74LS027
3. Características de funcionamiento:
3.1.1. Nivel lógico de entrada y de salida
En los circuitos digitales es muy común referiste a las entradas
y salidas que tienen las compuertas AND, la compuerta OR y
otros muchos circuitos integrados digitales, como si estas
fueran altos o bajos. (niveles lógicos altos o bajos). A la entrada
alta se le asocia un “1” y a la entrada baja un “0”. Lo mismo
sucede con las salidas.
Se proporcionan los niveles lógicos de entrada y de salida para
los dispositivos TTL. Al igual que para los dispositivos CMOS,
existen cuatro especificaciones diferentes para los niveles
lógicos: VIL, VIH, VOL y VOH
Tabla I.
Tabla de nivel logico

5. 5
Fig 14. Niveles lógicos de entrada y salida para TTL.
3.1.2. Fan-out (capacidad de extensión)
Una puerta lógica debe ser capaz de suministrar la entrada a
varios circuitos semejantes. Fan-out es el término empleado
para indicar el número de circuitos que una puerta puede
excitar. Cuando la salida de una puerta lógica se conecta a una
o más entradas de otras puertas, se genera una carga en la puerta
excitadora. Existe un límite para el número de entradas de carga
que una cierta puerta puede excitar. Este límite se denomina
fan-out de la puerta.
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝐼𝑜𝐿
𝐼𝑖𝐿
=
8,0𝑚𝐴
0,4𝑚𝐴
= 20
Fig 15. Carga de la salida de una puerta con las entradas de
otras puertas.
3.1.3. Disipación de potencia
por una puerta lógica circula corriente procedente de una fuente
de alimentación continua. Cuando el estado de salida de la
puerta es un nivel ALTO, circula la corriente ICCH, y cuando
el estado de salida es un nivel BAJO, circula la corriente ICCL.
Y si la puerta está en un estado de salida estático (no cambia)
ALTO
𝐼𝑐𝑐 =
𝐼𝑐𝑐ℎ + 𝐼𝑐𝑐𝐿
2
Disipación de la potencia
𝑃𝐷 = 𝑉𝑐𝑐 𝐼𝑐𝑐
Fig 16. Corrientes de la fuente de alimentación DC. Se utiliza
el convenio habitual para indicar la dirección de la corriente. El
convenio para indicar el flujo de electrones es el contrario).
3.1.4. Retardo de propagación
cuando una señal pasa (se propaga) a través de un circuito
lógico, siempre experimenta un retardo temporal. Un cambio
del nivel de salida siempre se produce un cierto tiempo, llamado
retardo de propagación, después de que se ha realizado el
cambio de nivel en la entrada.
Fig 17. lustración básica del retardo de propagación.
IV. DESARROLLO
1. Tomando los diagramas de los integrados llene la
siguiente tabla:
Tabla II
Tabla de cararcteristicas de los integrados
Integra
do
Func
ión
lógi
ca
Cantid
ad
de
compuer
tas
Núme
ro
de
entrad
as
Pines
de
entra
da
Pin
es
de
sali
da
Pin
d
e
V
c
c
Pin
de
GND
(Tierr
a)
74LS0
4
NOT 6
compuertas
1
entradas
1,3,5,9,1
1,13
2,4,6,8,
10,12
14 7
74LS0
0
NAND 4
compuertas
2
entradas
1,2,4,5,9,
10,12,13
3,6,8,11 14 7
74LS0
8
AND 4
compuertas
2
entradas
1,2,4,5,9,
10,12,13
3,6,8,11 14 7
74LS3
2
OR 4
compuertas
2
entradas
1,2,4,5,9,
10,12,13
3,6,8,11 14 7
74LS2
7
NOR 3
compuertas
3
entradas
1,2,13,3,
4,5,9,10,
11
6,8,12 14 7

6. 6
2. Calcule el fan-out para el C.I. TTL que le designe
el docente, usando el datasheet y haga unanálisis
sobre el resultado.
74LS08
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 =
𝐼𝑜𝐿
𝐼𝑖𝐿
=
8𝑚𝐴
0,36𝑚𝐴
= 22,22
3. Calcule el parámetro disipación de potencia (PD)
para el C.I. del punto anterior y para un C.I.CMOS
que tenga la misma función fija, compare los valores
y haga un análisis.
𝑃𝐷 = 𝑉𝑐𝑐 𝐼𝑐𝑐
74LS08
HIGH
𝑃𝐷 = 5 ∗ 4,8𝑚𝐴 = 24𝑚𝐴
LOW
𝑃𝐷 = 5 ∗ 8,8𝑚𝐴 = 44𝑚𝐴
74HC08
𝑃𝐷 = 5 ∗ 2 = 10 𝐴
4. Realizar la simulación del circuito lógico de la figura
, para las entradas y la salidapuede usar switches y
diodo led o usar logicstate y logicprobe.
Fig 18. Circuito logico
a) Obtenga la tabla de verdad del circuito y describa
brevemente el funcionamiento delcircuito.
Tabla 3.
Tabla de verdad función lógica XNOR
A B Q
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
b) Describa cuales integrados usó y cuántos.
2 74LS04 NOT
2 74LS08 AND
1 74LS32 OR
c) Tome el dibujo del circuito y especifique qué
variables ingresa y qué variables salen en cada
compuerta
Fig 19. Variables de entrada y de salida
Fig 20. Circuito de prueba
Conclusiones de la práctica:
Para las conclusiones de la práctica tenga en cuenta las
siguientes preguntas:
1. ¿qué utilidad tiene calcular cada una de las
características eléctricas (fan-out,disipación
de potencia, etc) y temporales de un
dispositivo lógico?
La capacidad de integrados que un circuito puede
excitar
La disipacion nos permite analizar cuando
uncircuito esta en estado alto y bajo
2. ¿Para cada una de las tecnologías (TTL y
CMOS) en cuáles de los parámetros
calculados se obtuvo mejor resultado en una
o en otra?
En la TTL es mas alta la potencia de
disipacion que la del CMOS.

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3. ¿Qué diferencia hay en usar las compuertas
hechas con diodos y transistores dela práctica
anterior y las compuertas con C.I.?
Que con los diodos debemos utilizar un switch
y leds y en la C.I utilizamos los integrados ya
con su referencia
V. CONCLUSIONES:
• Cristian Jerez: En la disipación de potencia cuando
el voltaje aumenta la corriente aumenta, ósea es
directamente proporcional y por consecuente la
potencia disipada por la resistencia de un circuito
también aumenta. Entonces cuando el valor de la
resistencia se incrementa la corriente disminuye y
por consecuente la potencia disipada por la
resistencia también disminuirá
• La potencia de las diferentes tecnologías son de
valores diferentes dado que en la TLL la potencia es
mayor en un circuito y la CMOS es menor la
potencia en un circuito, ambos teniendo un limite de
excitación de integrados en un circuito.
• Hallando teóricamente la función logica de las
entradas y así poder tener la salida del circuito con
su respetiva tabla de verdad haciendo cada proceso
del circuito
REFERENCIAS
[1]A. (2019, 18 octubre). Niveles lógicos (alto, bajo,
0, 1, low, high). Electrónica Unicrom.
Recuperado 23 de febrero de 2022, de
https://unicrom.com/niveles-logicos-alto-
bajo-0-1-low-high/
[2]Floyd, T. L. F. (Ed.). (s. f.). Fundamentos de
sistemas digitales (9.a
ed., Vol. 9).
Departamento de Sistemas Electrónicos y de
Control Universidad Politécnica de Madrid.