RDS-310Laboratorio # 4

AleluyasGrupo # 5

“Característica de Transferencia de una compuerta TTL NAND”

16 Quenta Barrientos Saida

17 Martínez Ayala Gabriel Arnoldo

18 Puri Condori Nelzon

34 Mercado Coimbra Bernardo

Objetivos

En este laboratorio se determinará la característica de transferencia de un circuito integrado 7400 (Compuerta NAND) de la familia TTL (Transistor-Transistor Logic). Para tal efecto se realizará las respectivas mediciones a la entrada y salida de una de las compuertas que contiene este componente, y se diagramará ésta para observar sus características.

I) Teoría.-

Como se ha visto en la teoría de circuitos integrados digitales, estos están constituidos sobre el funcionamiento de una serie de transistores, diodos y resistencias que se hallan integrados dentro de minúsculas cápsulas llamadas “chip”. Un circuito integrado de esta naturaleza es el SN7400 NAND TTL.

Debido su construcción no son unidades ideales en su funcionamiento, esto quiere decir que los niveles de voltaje de salida del circuito no reaccionan instantáneamente ante la variación de los niveles de voltaje de las entradas, existiendo un tiempo de retardo llamado “tiempo de propagación”.

Este retardo se puede ver claramente en la CARACTERISTICA DE TRANSFERENCIA del circuito al haber una sección en la cual la salida del circuito muestra disminución en su nivel de voltaje antes de pasar al estado lógico “0”.

Familia TTL.-

TTL es la sigla en inglés de “transistor-transistor logic”, es decir, “lógica transistor a transistor”. Es una familia lógica o una tecnología de construcción de circuitos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada salida del dispositivo son transistores bipolares.

Característica de Transferencia.-

La característica de transferencia representa el voltaje de salida Vo de una de las compuertas del integrado, en función del voltaje de entrada Vi, cuando ésta toma los valores de su rango de variación (en este caso, nuestra fuente variable de 0-5V). Dicho rango de variación coincide con el valor de nuestra fuente de alimentación (5V).

Modelo Ideal vs Modelo Real de la Característica de Transferencia de una compuerta inversora.-

Según lo investigado, en el Modelo Ideal existe una tensión frontera claramente definida entre los valores de voltaje posibles de salida.

Según lo estudiado, en el caso del Modelo Real no se logra delimitar la zona de transición en donde se pueda tener seguridad entre uno u otro estado, por ejemplo “1” o “0”. Tampoco se logra llegar al límite de voltaje mínimo en la salida (0V).

II) Desarrollo.-

Para determinar la característica de transferencia utilizaremos el

siguiente circuito con los siguientes materiales:

- Fuente variable de 0-5V

- Compuerta 7400LS00

- Fuente fija de 5V (Vcc) conectada al circuito integrado.

- 2 Multímetros conectados a la entrada y salida de la compuerta.

Para lograr una sola entrada en el Vi se ha hecho un puente entre las patas de entrada de una de las compuertas. Con el circuito listo, procederemos a medir el voltaje Vi y el voltaje Vo al mismo tiempo, regulando la entrada de 0-5V.

Tabla de mediciones:

V(i) V(o)0 3.81

0.30 3.810.60 3.810.64 3.810.65 3.800.70 3.790.75 3.780.80 3.760.85 3.730.90 3.700.95 3.671.00 3.611.10 3.321.11 1.741.20 1.541.30 1.641.40 1.541.49 1.241.50 0.88

2 0.193 0.194 0.195 0.19

III) Conclusiones.-

Se ha comprobado entonces que el cambio de estados lógicos “1” a “0” en la salida de una compuerta NAND, no se realiza de manera instantánea como se suele estudiar idealmente. Se dista mucho de obtener un cambio instantáneo entre estados lógicos, y se llega a reconocer hasta 4 regiones de comportamiento del voltaje de salida en la característica de transferencia real, y no solamente 2 (“0” y “1”) como se tiene en el modelo ideal.

De ahí la importancia del estudio interno de las compuertas, en este caso de la familia TTL, ya que su comportamiento es resultado de su combinación de transistores y características asociadas a ellas.