Circuitos Integrados Esenciales: 555, Contador 4510 y Familias Lógicas Digitales

El Temporizador 555: Fundamentos y Configuraciones

El Temporizador 555 es un circuito integrado versátil que puede configurarse de diversas maneras utilizando solo algunos componentes externos. Sus modos principales de operación son el monoestable y el astable.

Configuración Monoestable del 555

Inicialmente, la salida del circuito es cero (nivel bajo), el transistor interno está saturado e impide la carga del condensador C1.

Al pulsar el interruptor SW1, se aplica una tensión baja en el terminal de disparo (TRIGGER), lo que provoca que el biestable RS cambie, resultando en un nivel de salida alto. En este momento, el transistor deja de conducir y permite que el condensador C1 se cargue a través de la resistencia R1.

Cuando la tensión en el condensador supera los 2/3 de la tensión de alimentación (Vcc), el biestable cambia de estado y la salida vuelve al nivel cero.

Consideraciones de Componentes:

• La resistencia R2 debe estar entre 1 kΩ y 3 MΩ.
• El valor mínimo del condensador C1 es de 500 pF.

Configuración Astable del 555

Al conectar la alimentación, el condensador C1 está descargado y la salida del 555 pasa a nivel alto. El condensador comienza a cargarse hasta que alcanza los 2/3 de la tensión de alimentación (Vcc).

En ese punto, la salida del biestable RS pasa al nivel lógico 1, forzando la salida del 555 a cero. El condensador C1 comienza a descargarse a través de la resistencia RB.

Cuando la tensión en el condensador C1 llega a 1/3 de la alimentación, el ciclo se repite, comenzando de nuevo la carga. Este proceso oscilatorio continúa mientras se mantenga la alimentación, generando una onda cuadrada continua.

Contador BCD 4510

El Contador BCD 4510 es un circuito integrado (CI) de 16 pines que realiza la función principal de conteo en el sistema. Utiliza 4 bits y su rango de conteo va desde 0000 (0 en decimal) hasta 1001 (9 en decimal), siguiendo el formato BCD (Decimal Codificado en Binario).

Familias Lógicas en Circuitos Digitales

Las Familias Lógicas son las diversas tecnologías utilizadas para implementar y construir circuitos digitales.

Tipos de Familias Lógicas

Familia RTL (Resistor-Transistor Logic)

Puertas lógicas construidas con resistencias y transistores bipolares. Son circuitos lentos. Esta tecnología se considera obsoleta.

Familia DTL (Diode-Transistor Logic)

Similar a la familia RTL, pero utiliza diodos en lugar de algunas resistencias.

Familia TTL (Transistor-Transistor Logic)

Puertas lógicas construidas únicamente con transistores. Se alimentan típicamente con tensiones de 5V, tolerando variaciones de hasta el 5%.

Familia CMOS (Complementary Metal-Óxido Semiconductor)

Surgió sustituyendo los transistores bipolares por transistores de efecto de campo (FET - Field Effect Transistor) y, posteriormente, por transistores MOS (Metal Óxido Semiconductor).