Fundamentos de Electrónica Digital: Familias de Circuitos Integrados y Lógica Combinacional

Familias de Circuitos Integrados Digitales

Las familias de circuitos integrados (CI) digitales se clasifican principalmente por su tecnología de fabricación:

• TTL (Transistor-Transistor Logic): Su tecnología de fabricación se basa en resistencias, diodos y transistores bipolares.
• CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor): Su tecnología de fabricación se basa en transistores unipolares (MOSFET). Son más fáciles de integrar.

Características Clave de los Circuitos Integrados Digitales

Para seleccionar y trabajar con circuitos integrados digitales, es fundamental conocer sus parámetros operativos:

• Corrientes: Niveles de corriente de entrada y salida.
• Potencia o Consumo: Potencia absorbida de la fuente de alimentación.
• Fan-Out: Capacidad de carga de una puerta. Es el número de entradas que se pueden conectar a una misma salida.
• Fan-In: Número de salidas que se pueden conectar a una misma salida. (Nota: Aunque esta definición es inusual, se mantiene el concepto original).
• Tiempo de Propagación: Tiempo que tarda en reflejarse en la salida un cambio en la entrada.
• Frecuencia de Trabajo: La frecuencia de señal digital máxima con la que pueden operar.
• Inmunidad: Cantidad de ruido montada a una señal lógica en una entrada sin que dicha entrada cambie su estado.
• Margen de Ruido: Diferencia de valor entre el nivel de tensión lógico transmitido y el nivel aceptado como válido.

Circuitos Combinacionales

Son aquellos en los que las salidas dependen directamente del valor de las entradas y cambian de acuerdo a los cambios que se produzcan en estas entradas.

Bloque Combinacional

Circuito integrado de densidad de integración media cuyo diseño se basa en puertas lógicas y que realiza una función determinada.

Multiplexores (MUX)

Permiten seleccionar entre varias entradas cuál queremos que aparezca a la salida. Pueden tener 2, 4, 8 o 16 entradas de datos y una o dos salidas.

Líneas Auxiliares del Multiplexor

• Líneas de selección (entradas auxiliares).
• Entradas de habilitación o deshabilitación (bloqueo).

Demultiplexores (DEMUX)

Circuitos con una entrada y varias salidas (2, 4, 8 o 16 salidas), entre las cuales podemos elegir cuál queremos unir o conectar con la entrada.

Decodificadores

Son circuitos lógicos combinacionales que transforman una información codificada en binario en otro tipo de código.

Decodificador BCD a Decimal

Posee 4 entradas (código BCD) y 10 salidas. Cada una de ellas corresponde a los dígitos del 0 al 9.

Decodificador BCD a 7 Segmentos

Transforma entradas en códigos BCD en las salidas necesarias para iluminar los LEDs de un display de 7 segmentos que muestre el número introducido en BCD.