Download II Parte - Escuela de Ingeniería Electrónica

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE COSTA RICA
INGENIERÍA MECATRÓNICA
MT-4002 LABORATORIO DE ELECTRONICA DIGITAL
Profesor: Ing. Juan Carlos Jiménez
Laboratorio 1 (II parte)
Circuitos de Compuertas Lógicas y sus características eléctricas
1.
Objetivos
1.1
comprender las características y principios de operación de diferentes compuertas
lógicas TTL y CMOS
1.2 realizar mediciones de tensión y corriente para diferentes compuertas lógicas
TTL Y CMOS en cuanto a: V IH I IH VOL I OL V IL VOH I IL I OH t PHL t PLH
1.3 comprender las diferencias entre las diferentes tecnologías de fabricación de
compuertas lógicas
1.4 Interpretar datos de las hojas del fabricante de compuertas lógicas
2.
2.1
Cuestionario Introductorio
explique el principio de operación de los circuitos de la familia “TTL”, verifique los
valores de tensión indicados, realice una simulación del circuito por medio de
Spice, workbench, multisim u otros, ver la figura 1.1
Figura 1.1 Circuito de compuerta NAND con tecnología “TTL”
2.2 explique el principio de operación de los circuitos de la familia “CMOS”, ver la
figura 1.2
Figura 1.2 Circuito de compuerta NOT con tecnología “CMOS”
2.3 investigue sobre circuitos de medición para determinar las características
dinámicas y estáticas de las compuertas lógicas TTL y CMOS como lo son: VIH
I IH VOL I OL VIL VOH I IL I OH t PHL t PLH
2.4 investigue sobre valores característicos de los parámetros del punto anterior.
2.5 analice circuitos internos de compuertas AND, NOT y NOR de compuertas TTL y
CMOS
2.6 investigue sobre hojas de datos para compuertas 7400, 7408, 7404, 7402 y
CD4011, indique los valores característicos para los parámetros del punto 2.3
3.
Equipo
1 Multímetro digital.
1 modulo de circuitos KL-33001
1 juego de cables,1 juego de puentes
1 base de montaje analógico KL
1 fuente CD
1 Osciloscopio
2 Puntas de osciloscopio
4.
Circuitos de Medición
Figura 4.1 Circuito de Medición 1 de lógica TTL
Figura 4.2 Circuito de Medición 2 de lógica CMOS
Figura 4.3 Circuito de Medición 3. Medición de parámetros
Figura 4.4 Circuito de Medición 4. Medición de parámetros
Figura 4.5 Circuito de Medición 5. Medición de parámetros en CMOS
5.
Procedimiento
5.1 arme el circuito de la figura 4.1 sabiendo que U1 es una compuerta 7400 mientras que U2
es un 74LS02. Alimente el block d con +5V
5.2 aplique la tensión de entrada de acuerdo con la tabla 1
TABLA 1 Medición de tensión de salida F11 en
función del voltaje en la entrada A1
TABLA 2 Medición de tensión de salida F11
en función del voltaje en la entrada A5
5.3 repita los pasos 5.1 y 5.2 para el circuito de la figura 4.2 solo que aplique una tensión de
alimentación de +12V y llene la tabla 2.
5.4 Arme el circuito de medición 4.3 ajustando R12 de tal manera que se aplique una tensión
VIL =0.8V
5.5 Mida la caída de tensión en R9 para luego calcular la corriente que pasa por ella, esa será
I IL = ________________________
el valor de I IL .
5.6 Ajuste el potenciómetro R14 para que la tensión de salida VOH sea de 2.4V. Quite la
conexión entre R14 y tierra, coloque allí el amperímetro, esa corriente es I OH = ________
5.7 Arme el circuito de la figura 4.4
5.8 Ajuste el potenciómetro R12 de modo que V IH =2V. Mida la tensión en R9 y por ley de
ohm calcule el valor de la corriente I IH = _____________________
5.9 Ajuste R14 para que VOL =0.4V, mida la corriente que pasa por R14, esa es I OL =_______
5.10 Arme el circuito de la figura 4.5; asegúrese de que la alimentación del modulo sea de
+12V.
5.11 Ajuste R19 de modo que V IL =3.6V, mida La tensión en R16 y calcule El valor de la
5.12
5.13
5.14
5.15
corriente I IL =__________
Ajuste R21 para que la tensión de salida Y1 sea de 10.8V.
Desconecte R21 de tierra para introducir el amperímetro, I OH = ___________
Desconecte R21 de tierra y conéctela a +12V
Ahora ajuste R19 de modo que la tensión V IH =8.4V. Mida la caída de tensión en R16
para luego determinar I IH = _____________________
5.16 Ajuste R21 de modo que la tensión en Y1 sea de 1.2V, mida la corriente através de R21y
determine I OL =__________
5.17 Utilizando un generador de señal rectangular realice las conexiones necesarias para
determinar los tiempos de retardo para los inversores que están en los bloque d y e
6.
Evaluación
1.
2.
3.
4.
5.
realice un cuadro comparativo de los parámetros medidos para todas las
compuertas utilizadas.
que errores de medición están involucrados en el proceso de medición de
parámetros de las compuertas lógicas
proponga métodos alternativos para medir esos parámetros.
haga una gráfica de la función de transferencia para los datos de las tablas 1 y 2
prepare una lista de las principales conclusiones de la práctica