1 Investigacion - Juan Lujan

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Hector Campos Serna Código: 215646659 Arquitectura de computadoras 
Fecha de entrega: 17/09/2020 Sección: D11 
 
Compuertas Lógicas 
 
Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por 
transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje 
como resultado o una salida de forma booleana (verdadero o falso), están obtenidos por 
operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación) 
Existen diferentes tipos de compuertas y algunas de estas son más complejas, con la posibilidad 
de ser simuladas por compuertas más sencillas, Se utilizan mediante la tabla de verdad. 
Trabajan en dos estados, “1” o “0”, los cuales pueden asignarse a la lógica positiva o lógica 
negativa. El estado 1 tiene un valor de 5v como máximo y el estado 0 tiene un valor de 0v como 
mínimo donde el resultado puede variar sin saber con exactitud la salida que nos entregara. Las 
lógicas se explican a continuación: 
La lógica positiva es aquella que con una señal en alto se acciona, representando un 1 binario 
y con una señal en bajo se desactiva. representado un 0 binario. 
La lógica negativa proporciona los resultados inversamente, una señal en alto se representa 
con un 0 binario y una señal en bajo se representa con un 1 binario 
Compuerta AND 
Es necesario que en todas sus entradas se tenga un estado binario 1 para que la salida otorgue 
un 1 binario. De lo contrario siempre permanecerá en 0 
 
 
 
 
 
 
 
Compuerta OR 
Esta compuerta se maneja por la suma con cualquiera de sus entradas que este en estado 
binario 1, su salida pasara a un estado 1 también. No es necesario que todas sus entradas 
estén accionadas para conseguir un estado 1 a la salida, pero tampoco causa algún 
inconveniente. Para lograr un estado 0 a la salida, todas sus entradas deben estar en el 
mismo valor de 0. 
 
 
 
 
 
Compuerta NOT 
Esta compuerta solo tiene una entrada, esta compuerta envía el inverso a su entrada. Cuando 
en la entrada se coloca un 1, la salida devolverá un 0 y en el caso contrario si la entrada recibe 
un 0 la salida mostrará un 1. Por lo cual todo lo que llegue a su entrada, será inverso en su 
salida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Compuerta NAND 
Esta compuerta trabaja al contrario de una AND ya que al no tener entradas en 1 o solamente 
alguna de ellas, esta concede un 1 en su salida, pero si esta tiene todas sus entradas en 1 la 
salida se presenta con un 0. En otras palabras, devuelve el inverso del que seria resultado de 
la multiplicación de A * B 
 
 
 
 
 
Compuerta XOR 
Esta actúa como una suma binaria de un digito cada uno y el resultado de la suma seria la 
salida. Otra manera de verlo es que con valores de entrada igual el estado de salida es 0 y 
con valores de entrada diferente, la salida será 1. 1+1 = 0 0+1=1 0+0=0 
 
 
 
 
Compuerta XNOR 
Esta es todo lo contrario a la compuerta XOR, ya que cuando las entradas sean iguales se 
presentará una salida en estado 1 y si son diferentes la salida será un estado 0. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Compuerta IF 
Esta compuerta no es una muy utilizada o reconocida ya que su funcionamiento 
en estados lógicos es parecido a si solo hubiera un cable conectado porque 
exactamente lo que se le coloque en la entrada, se encontrara en la salida. En la 
práctica se útil iza como amplificador de corriente o como seguidor de tensión 
para adaptar impedancias (es una medida de oposición que presenta un circuito 
a una corriente cuando se aplica una tensión). Entrada = salida. 
 
 
 
 
Familias lógicas 
Una familia lógica es un grupo de dispositivos digitales que comparten una tecnología común 
de fabricación y tienen estandarizadas sus características de entrada y de salida; es decir, son 
compatibles entre sí. 
Como consecuencia de la estandarización, la interconexión entre dispositivos lógicos de una 
misma familia es particularmente sencilla y directa: no requiere de etapas adicionales de 
acoplamiento. 
Estas son las 4 características generales de las familias lógicas: Velocidad, consumo de 
potencia, inmunidad al ruido y confiabilidad 
FAMILIA LÓGICA TTL 
Los circuitos integrados TTL implementan su lógica interna, exclusivamente 
basándose en transistores NPN y PNP, diodos y resistencias. 
La familia TTL está disponible en dos versiones: la serie 54 y la serie 74. La primera se 
destina a aplicaciones militares y la segunda a aplicaciones industriales y de propósito 
general. 
Niveles de voltaje. De 0 V. a 0.8 V. para el estado bajo. De 2.4 V. A 5 V. para el estado alto. 
 
 
 
 
 
FAMILIA LÓGICA CMOS 
 La familia lógica CMOS, utiliza transistores MOSFET complementarios canal N y canal P 
como elementos básicos de conmutación. 
Un dispositivo CMOS consiste en distintos dispositivos MOS interconectados para formar funciones 
lógicas. Los circuitos CMOS combinan transistores PMOS y NMOS 
 
 
 
 
 Entrada Salida 
 
 
 
Familia CMOS estándar. 
La familia CMOS estándar comprende principalmente los dispositivos que se designan como 
40XX (4012, 4029, etc.) y 45XX (4528, 4553, etc.). Existen dos series generales de 
dispositivos CMOS designadas “A” y “B”. Los dispositivos de la serie “A” se designan con el 
sufijo “A” o simplemente no lo traen impreso (4011A = 4011). Todos los dispositivos de la serie 
“B” llevan el sufijo B. //No suficientemente claro (volver a revisar)// 
La principal diferencia entre los dispositivos de las series A y B está en que los CMOS “B” 
contienen una circuitería interna de protección que reduce el riesgo de daño al dispositivo por 
el fenómeno de descarga electrostática. 
PRECAUCIONES A TOMAR EN EL MANEJO DE DISPOSITIVOS CMOS. 
Todos los dispositivos CMOS son muy susceptibles al daño ocasionado por descarga 
electrostática o electricidad estática(fricción) entre cualquier par de pines 
1. Conservar el circuito integrado en su contenedor original hasta que sea insertado en el 
circuito de aplicación. 2. Conectar todas las entradas no empleadas a un nivel estable. No 
dejarlas sin conectar. 3. Verificar la polaridad de la fuente de alimentación. El positivo debe ir 
al pin +VDD y el negativo o tierra al pin VSS. 
 
 
 
 
 
 Características Estáticas 
Fan In 
Es el numero de puertas que se pueden conectar a la entrada sin que se degrade la operación 
de una computadora, también puede ser el número de entradas en una compuerta 
Si se requiere utilizar una compuerta con un Fan In que no se encuentra en el mercado se 
deben usar varias compuertas para construirlo 
En la familia TTL, no existen restricciones en esto, pero en el caso de la familia CMOS existen 
limitantes en retraso y en velocidad 
Cargabilidad de Salida (Fan-Out) 
Es el número máximo de entradas pertenecientes a otras compuertas que pueden conectarse 
a una salida, respetando los niveles lógicos. 
 
 
 
 
 
 
 
Disipación de Potencia 
Por razones económicas predominan los dispositivos de baja disipación de potencia. La 
diferencia de potencia CMOS es un millón de veces menor a la familia TTL 
Función de Transferencia 
La función de transferencia de tecnología CMOS se aproxima más a la ideal en comparación 
con la tecnología TTL. Entre las razones más importantes se encuentran los estados bajo (0) y 
alto (1) sin carga, el umbral de conmutación(intercambio) y el margen de transición nulo. 
 
 
 
 
 
 
Características de Entrada 
Anteriormente hablamos de tención que soporta TTL y CMOS cada uno de ellos tiene 
diferentes niveles de v. en entrada y salida 
En la familia TTL los niveles lógicos bajos son más importantes que los niveles altos. De los 
gráficos 9.1.4. y 9.1.5. se puede concluir la preferencia de un valor VILmáx lo más elevado 
posible y un valor VIHmín lo más reducido posible. 
Características de SalidaLas entradas de las compuertas CMOS nunca deben dejarse flotantes. La estructura de entrada 
de un elemento TTL contiene una resistencia que proporciona un camino a Vss. La estructura 
de los dispositivos CMOS no contiene la resistencia y tiene una impedancia de entrada 
extremadamente alta. Por la anterior, un ruido pequeño hace que la entrada sea baja ó alta. En 
el caso de un ruido entre el nivel lógico 0 y 1, los dos transistores de entrada pueden estar en 
conducción y puede circular una corriente excesiva. En ocasiones la corriente afecta la fuente 
de tensión y crea una oscilación de alta frecuencia en la salida del dispositivo. Según 
especificación del fabricante es necesario conectar la entrada de estos dispositivos a Vss, tierra 
u otra fuente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bibliografías 
Logicbus. (2019). Compuertas Logicas. 17/09/2020, Sitio web: https://www.logicbus.com.mx/blog/compuertas-
logicas/ 
 
GlobalElectrica. (2016). Familias Logicas. 16/09/2020, Sitio web: 
http://www.globalelectronica.cl/Noticias/2016%2008%2011/FAMILIAS%20LOGICAS.pdf 
 
Logica Digital. (Unknow). Compuestos y familias logicas. 16/09/2020, Sitio web: 
https://sites.google.com/site/logicadigitalggs/unidad-5/compestos-y-familias-logicas 
 
Jose A. Saez. (unknown). familias logicas cmos. 17/09/2020, de electromica.ugr Sitio web: 
http://electronica.ugr.es/~amroldan/asignaturas/curso04-05/ftc/pdf/trab_familia_cmos.pdf 
 
 
 
Fuentes interesantes de información 
https://sites.google.com/site/electronicacompleta29/transistores-npn-y-pnp 
https://catedra.ing.unlp.edu.ar/electrotecnia/islyd/Tema%209%20Familias%20Logicas%202008%20BY
N.pdf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.logicbus.com.mx/blog/compuertas-logicas/
https://www.logicbus.com.mx/blog/compuertas-logicas/
http://www.globalelectronica.cl/Noticias/2016%2008%2011/FAMILIAS%20LOGICAS.pdf
https://sites.google.com/site/logicadigitalggs/unidad-5/compestos-y-familias-logicas