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Continuamos ampliando la publicación anterior de la Electrónica Digital. Hoy seguimos con las Puertas Lógicas.

Puertas Lógicas Físicas.

Una vez visto lo que son y cómo resolver funciones lógicas, esto se ha de poner en práctica. Las puertas lógicas no se “venden por separado”, como resistencias o condensadores. Se pueden encontrar en circuitos integrados de 14, 16 o 20 terminales, en los que normalmente encontramos 2, 3, 4, ó 6 puertas del mismo tipo.

Dentro de estas puertas lógicas, podemos encontrar dos familias, según su construcción, pero a nivel lógico funcionan igual:
-La familia “74XX” TTL (Transistor-Transistor Logic), se caracterizan por que su tensión de alimentación está entre 4,75V y los 5,25V (5V), los niveles lógicos van entre 0,0V y 0,8V para el estado L (bajo) y los 2,2V y Vcc para el estado H (alto), tiene alta velocidad de transmisión entre los estados lógicos, pero por el contrario, aumentar su consumo.

-La Falimia “40XX” CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor), se caracteriza por su tensión de alimentación entre 3 V y 18 V, los niveles lógicos van entre 0,0V y 1,5V para el estado L (bajo) y ±90% de Vcc para el estado H (alto), tiempos de propagación de 125ns a 45ns, y una potencia disipada por puerta de 10nW.

A continuación, os mostramos algunas de las puertas que hemos visto anteriormente, y su distribución en los Circuitos Integrados comercializados:

Además, disponemos de más puertas y variaciones sobre estas. A continuación, algunos ejemplos de la serie TTL 74XX:

Puertas NAND
7400 Cuatro puertas NAND de 2 entradas.
7401 Cuatro puertas NAND de 2 entradas con salidas en colector abierto.
7403 Cuatro puertas NAND de 2 entradas con salidas en colector abierto.
7410 Tres puertas NAND de 3 entradas.
7412 Tres puertas NAND de 3 entradas con salidas en colector abierto.
7413 Dos puertas NAND de 4 entradas con disparador Schmitt.
7420 Dos puertas NAND de 4 entradas.
7422 Dos puertas NAND de 4 entradas con salidas en colector abierto.
7426 Cuatro puertas NAND de 2 entradas con salidas en colector abierto.
7430 Puerta NAND de 8 entradas.
7437 Cuatro puertas NAND de 2 entradas con buffer.
7438 Cuatro puertas NAND de 2 entradas con buffer.
7440 Dos puertas NAND de 4 entradas con buffer.
74132 Cuatro puertas NAND de 2 entradas con disparador Schmitt.
74133 Puerta NAND de 13 entradas.

Puertas NOR
7402 Cuatro puertas NOR de 2 entradas.
7427 Tres puertas NOR de 3 entradas.
7428 Cuatro puertas NOR de 2 entradas con buffer.
7433 Cuatro puertas NOR de 2 entradas con buffer y salidas en colector abierto.
74260 Dos puertas NOR de 5 entradas.

Puertas INVERSORAS/NO INVERSORAS
7404 Seis inversores.
7405 Seis inversores con salidas en colector abierto.
7406 Seis inversores buffer/excitador.
7407 Seis buffer no inversores/excitador.
7414 Seis inversores con disparador Schmitt.
7416 Seis inversor/buffer.
7417 Seis buffer no inversor/excitador.
74125 Cuatro buffer no inversor con salidas en tercer estado.
74126 Cuatro buffer no inversor con salidas en tercer estado.

Puertas AND
7408 Cuatro puertas AND de 2 entradas.
7409 Cuatro puertas AND de 2 entradas con salidas en colector abierto.
7411 Tres puertas AND de 3 entradas.
7415 Tres puertas AND de 3 entradas con salidas en colector abierto.
7421 Dos puertas AND de 4 entradas.

Puertas OR
7432 Cuatro puertas OR de 2 entradas.

Combinaciones de puertas
7451 Dos circuitos de puertas AND de 3 entradas conectadas a puerta NOR.
7454 Dos puertas AND de 2 entradas y dos de 3 entradas conectadas a puerta NOR.
7455 Dos puertas AND de 4 entradas conectadas a puerta NOR.
7464 Puertas AND de 2, 2, 3 y 4 entradas conectadas a puerta NOR.
4572 -Puerta hex: quad NAND, NOR

Puertas EXOR y EXNOR
7486 Cuatro puertas EXOR de 2 entradas.
74136 Cuatro puertas EXOR de 2 entradas con salidas en colector abierto.
74386 Cuatro puertas EXOR de 2 entradas.
74266 Cuatro puertas EXNOR de 2 entradas con salidas en colector abierto.

Para la Serie CMOS 40XX, también disponemos de más puertas y variaciones sobre estas. A continuación, algunos ejemplos:

Puertas NAND
4011 -Cuatro puertas NAND de 2 entradas
4012 -Dos puertas NAND de 4 entradas
4023 -Tres puertas NAND de 3 entradas
4068 -Puerta NAND de 8 entradas
4093 -Cuatro puertas NAND de 2 entradas con disparador Schmitt.

Puertas NOR
4001 -Cuatro puertas NOR de 2 entradas
4002 -Dos puertas NOR de 4 entradas
4025 -Tres puertas NOR de 3 entradas
4078 -Puerta NOR 8 entradas

Puertas INVERSORAS/NO INVERSORAS
4009 -Seis inversores (reemplazado por 4049)
4010 -Seis buffer no inversores(reemplazado por 4050)
4049 -Seis inversores
4050 -Seis buffer no inversores (sin inversión)
4503 -Seis buffer no inversores con salidas tristate
4584 -Seis inversores con disparador Schmitt

Puertas AND
4073 -Tres puertas AND de 3 entradas
4082 -Dos puertas AND de 4 entradas
Puertas OR
4071 -Cuatro puertas OR de 2 entradas
4072 -Dos puertas OR de 4 entradas
4075 -Tres puertas OR de 3 entradas
4081 -Cuatro puertas OR de 2 entradas

Combinaciones de puertas
4000 -Tres puertas NOR de 3 entradas + 1 Puerta NOT
4085 -Dos entradas AND, OR y NOT (AOI)
4086 -Cuatro entradas AND, NOR y NOT (AOI)

Puertas EXOR y ENXOR
4030 -Cuatro puertas EXOR de 2 entradas (reemplazada por 4070)
4070 -Cuatro puertas EXOR de 2 entradas
4077 -Cuatro puertas EXNOR de 2 entradas

Implementación de funciones lógicas solo con puertas NAND.

Los circuitos integrados, como hemos visto, suelen tener cuatro puertas NAND de 2 entradas individuales. Por lo que, usando solo un Circuito Integrado, para producir todas las funciones, podemos obtener las siguientes puertas lógicas alternativas, como se muestra:

Implementación de funciones lógicas solo con puertas NOR.

Los mismo se puede hacer con los circuitos integrados de cuatro puertas NOR de 2 entradas individuales. Para obtener todas las funciones de puertas lógicas alternativas, como se muestra:

Como habéis comprobado, TODAS las demás funciones de puerta lógica se pueden crear utilizando solo compuertas NAND o bien NOR, lo que las convierten en puertas lógicas universales

En próximas publicaciones, empezaremos a ver los Sistemas Combinacionales.

Y aquí tienes la lista de publicaciones anteriores, por si os perdisteis alguna:

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