Práctica No. 3 - Laboratorio de Electrónica III

LABORATORIO DE ELECTRONICA III
PRACTICA No. 3

OBJETIVO

Por su amplio uso comercial y su bajo costo, las familias lógicas digitales TTL y CMOS, son actualmente dispositivos que vale la pena estudiar para comprender mejor sus características y hacer un uso adecuado de ellos en los diferentes diseños digitales que se pueden obener. En esta tercera práctica se deberán obtener experimentalmente, los principales parámetros que se deben considerar para diseñar con estos dispositivos, para luego compararlos con los valores especificados por los fabricantes, explicando las diferencias en caso de que existan.

MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO

EQUIPO:	Osciloscopio de doble canal, Generador de señales, Multímetro, Fuente de voltaje, cables coaxiales para el osciloscopio (RG59, perfectamente conectorizados), cables caimán-caimán y banana-caimán (perfectamente conectorizados).
DISPOSITIVOS:	Un C.I. 74LS00 Un C.I. 4011 Una resistencia de 1.5K Una resistencia de 82K Una resistencia de 150K Un potenciómetro o preset lineal de 1K Dos potenciómetros o preset lineal de 10K Un potenciómetro o preset lineal de 150K

CALCULOS Y ACTIVIDADES PREVIAS A LA PRACTICA

1. Definir con tus propias palabras, los siguientes parámetros generales, usados en circuitos digitales: V_OL, V_OH, I_IH, I_IL, I_OLM, I_OHM, V_ILM, V_IHm, t_r, t_f, t_d, t_s, t_pLH, t_pHL, I_CCH, I_CCL.

2. Del circuito de la figura P3.1, indicar cual es el motivo de que una de las dos entradas de la compuerta NO-Y, este conectada a un UNO lógico, es decir a V_CC. Este circuito, es para encontrar voltajes y corrientes importantes.

3. De la figura P3.1, investigar la configuración completa de pines del circuito integrado 74LS00

4. Para el circuito integrado CMOS 4011, a usar en la figura P3.3 buscar en el manual correspondiente, la configuración de pines.

5. De que orden es la coriente I_IL, I_IH, que se mediara en los circuitos de la figura P3.1 y P3.2. Esto nos servirá para poner en la escala adecuada al miliamperímetro cuando se realicen estas mediciones.

6. Como se debe medir I_CCH e I_CCL en un circuito integrado digital.

7. ¿Por que son diferentes los valores de V_ILM y I_OHM de las figuras P3.1 y P3.3? ¿De donde salen dichos valores?

8. ¿Por que son diferentes los valores de V_IHm y I_OLM de las figuras P3.2 y P3.4? ¿De donde salen dichos valores?

DESARROLLO

1. Usando el circuito de la figura P3.1, ajustar P₁ para que V_IL sea 0.8V. Ajustar P₂ para que I_OH sea 400uA. Medir V_OH = _______________. Poner el miliamperímetro en el pin de entrada de la compuerta y medir I_IL = _______________. Conectar las dos entradas de cada una de las cuatro compuertas que tiene este circuito integrado a cero volts (tierra) y medir I_CCH.

2. Usando ahora el circuito de la figura P3.2, ajustar P₁ para que V_IH = 2V. Austar P₂ para que I_OL = 8mA. Medir bajo estas cicunstancias V_OL = _______________. Cambiar el miliamperímetro al pin de entrada de la compuerta y medir I_IH = _______________. Conectar las dos entradas de cada una de las cuatro compuertas que tiene este circuito integrado a cinco volts (V_CC) y medir I_CCL.

3. Con el circuito de la figura P3.3 armado, ajustar P₁ para que V_IL sea 1.5V. Ajustar P₂ para que I_OH sea 630uA. Medir V_OH = _______________. Poner el miliamperímetro en el pin de entrada de la compuerta y medir I_IL = _______________. Conectar las dos entradas de cada una de las cuatro compuertas que tiene este circuito integrado a cero volts (tierra) y medir I_DDH.

Medición de VOH

4. Usando ahora el circuito de la figura P3.4, ajustar P₁ para que V_IH = 3.5V. Austar P₂ para que I_OL = 800uA. Medir bajo estas circunstancias V_OL = _______________. Cambiar el miliamperímetro al pin de entrada de la compuerta y medir I_IH = _______________. Conectar las dos entradas de cada una de las cuatro compuertas que tiene este circuito integrado a cinco volts (V_DD) y medir I_DDL.

5. Con la ayuda del circuito de la figura P3.5 y empleando el C.I. 74LS00, aplicar una señal triangular no-alterna (solo valores positivos) y con la ayuda del osciloscopio como graficador X-Y, encontrar la gráfica de transferencia de la compuerta, que funciona como inversor. Graficar el resultado en la figura P3.5.

Graf. Transf. TTL

6. Repetir el punto 5 anterior, ahora usando un circuito CMOS: 4011. Auxiliarse con la figura P3.6

7. Empleando el circuito de la figura P3.7 que usa un circuito TTL, aplicar una señal cuadrada de una frecuencia lo suficientemente alta, para poder medir t_r = __________, t_f = __________, t_d = __________ y t_s = __________. Medir también t_pLH = __________ y t_pHL = __________.

Medición tiempos TTL

8. Empleando el circuito de la figura P3.8 que usa un circuito CMOS, aplicar una señal cuadrada de una frecuencia lo suficientemente alta, para poder medir t_r = __________, t_f = __________, t_d = __________ y t_s = __________. Medir también t_pLH = __________ y t_pHL = __________.

9. Auxiliandose de la figura P3.9 (compuerta CMOS), medir I_DDH = _______________ cuando la entrada "A" esta sin conectar, es decir, es un pin "volando". Comparar este valor con el que se obtuvo en el punto 3.

Pin volando CMOS

10. Empleando la compuerta TTL que se muestra en la figura P3.10, observar en el osciloscopio la salida V_O cuando la entrada "A" queda sin conectar pero se le toca con un dedo. Comparar contra lo esperado.

CUESTIONARIO

1. ¿Que significa TTL y CMOS?

2. Mencionar las ventajas y desventajas de la familia TTL respecto a la familia lógica CMOS. Auxiliarse para esto, consultando las características principales TTL (series LS) y CMOS (series 4000)

3. Explicar lo que se entiende por Margen de Ruido

4. ¿Como conectarías un LED que requiere para encender 10mA a la salida de un circuito TTL? ¿Se debería hacer esto mismo con un circuito CMOS?

5. ¿Por que no se deben dejar "volando" pines en un circuito TTL? ¿Por que no en un circuito CMOS?

6. De los datos obtenidos en el desarrollo de esta práctica, encontrar NM_H, NM_L, NM y el producto velocidad-potencia, tanto para TTL y CMOS

PROBLEMAS

1. Hacer una tabla con los valores teóricos y reales de V_OLM, V_OHm, I_IL, I_IH, t_pLH, t_pHL, I_CCH, I_CCL, NM_L, NM_H, NM y producto velocidad- potencia para el circuito integrado 74LS00

2. Hacer una tabla con los valores teóricos y reales de V_OLM, V_OHm, I_IL, I_IH, t_pLH, t_pHL, I_DDH, I_DDL, NM_L, NM_H, NM y producto velocidad- potencia para el circuito integrado 4011

3. En la empresa "X", se tiene un jefe JA y otro JB, ambos atendidos por una secretaria S. Se requiere hacer un circuito electrónico que funcione de la siguiente manera: Debe generar un solo soido el cual se produce cuando cualquiera de los dos jefes presione un botón en su oficina, para llamar a S. Al soltar el botón, se debe detener el sonido. Al mismo tiempo, si JA es quién presionó el botón, se debe prender un LED verde y si fue JB, se deberá prender uno ambar. Los LEDs se apagan al igual que el sonido, cuando se dejan de presionar los botones.Se requiere que el circuito sea barato y compacto. Justificar los circuitos y tecnología empleada, así como su COSTO.

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José Luis Herrera
Escríbeme a: jlherrer@banamex.com
Última actualización de esta página: 16/01/2004 07:05 P.M.

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