Este documento describe los circuitos lógicos básicos conocidos como compuertas lógicas, incluyendo AND, OR, NOR, NAND, XOR y XNOR. Explica cómo se pueden implementar estas compuertas lógicas utilizando transistores y cómo las tablas de verdad muestran la salida para todas las posibles combinaciones de entradas. También cubre los tipos básicos de transistores como TTL y CMOS y proporciona instrucciones sobre el diseño e implementación de circuitos lógicos.

1. Compuertas Lógicas
Capitulo 3

2. Introducción
0 lógico 1 lógico
Falso Verdadero
Apagado Encendido
Bajo Alto
No Sí
Interruptor abierto Interruptor cerrado

3. Interruptores lógicos
Los circuitos lógicos digitales son redes
complejas de interruptores hechos con
transistores. Éstos circuitos lógicos
simples se llaman compuertas. Como
ejemplo tenemos:
A
A B
B
La lámpara enciende La lámpara enciende
si si
A Y B están cerrados A O B están cerrados

4. Las siguientes pantallas mostrarán como los
interruptores hechos con base a
transistores se utilizan para formar cuatro
circuitos de decisión o compuertas lógicas
básicas, se muestra la tabla de verdad, la
cual muestra la salida de todas las
combinaciones posibles.
Circuitos lógicos con transistores

5. Compuerta OR
6V A B Salid
Tierra Tierra a
A Tierra +6V Tierra
+6V Tierra +6V
10kW 2N2222 +6V +6V +6V
+6V
2N2222
B
A
10kW Salida Salida
B
4.7kW

6. Compuerta AND
6V A B Salid
Tierra Tierra a
A Tierra +6V Tierra
+6V Tierra Tierra
10kW 2N2222 +6V +6V Tierra
2N2222 +6V
B
10kW
Salida
A
Salida
B
4.7kW

7. Compuerta NOR
6V A B Salid
Tierra Tierra a
Salida +6V
A Tierra +6V
+6V Tierra Tierra
10kW 2N2222 +6V +6V Tierra
Tierra
2N2222
B
A
10kW Salida
B
4.7kW

8. Compuerta NAND
6V A B Salid
Tierra Tierra a
Salida Tierra +6V +6V
+6V Tierra +6V
A +6V +6V +6V
Tierra
10kW 2N2222
2N2222
B A
Salida
10kW B
4.7kW

9. Resumen
Sustituyendo los voltajes y las “tierras” por
los dígitos binarios tenemos:
A B A and A nand A or A nor A xor A xnor B
0 0 B B B B B 1
0 1 0 1 0 1 0 0
1 0 0 1 1 0 1 0
1 1 0 1 1 0 1 1
1 0 1 0 0
A A
Salida Salida
B B
Compuerta XOR Compuerta XNOR
La secuencia de las entradas corresponden a los cuatro primeros
números expresados en el sistema binario

10. Tipos de transistores
TTL (Transistor Transistor Logic): Son circuitos
fáciles de usar, requieren pocos cuidados en
su manejo, soportan 20 MHz o más. Cada
transistor gasta mucha energía: 3 mA. La
versión LowPower Schottky utiliza 80% de
voltaje y es más veloz. Requiere 5 V. Las
entradas no conectadas las asume como 1.
Colocar las salidas no utilizadas al voltaje de
alimentación para ahorrar energía.
(éstos son los que vamos a usar, podemos conectar un
capacitor de 0.01 a 0.1 mF)

11. Tipos de transistores
CMOS (Complementary Metal-Oxide-
Silicon): Son circuitos muy sensibles a la
estática y no son tan rápidos como los
TTL. Gastan poca energía: 0.1 mA.
Pueden energizarse con voltajes de 3 a
18V. Las entradas pueden provocar
ruido. No conectar las entradas cuando
el circuito no tenga corriente.

12. Estructura Interna Circuito Integrado LS7400
14 13 12 11 10 9 8
Vcc
1 2 3 4 5 6 7

13. Circuitos integrados

14. Todos las entradas comparten
la misma información, los
grupos se mantienen
independientes
La alimentación – +
del circuito se
coloca en los
extremos a lo
largo de la
tableta Al insertar cualquier patita de
un componente,
automáticamente queda
conectada toda la columna

15. Los puentes o interconexiones se
hacen con un cable de cobre
protegido con plástico aislante
Energizamos una línea para
alimentar al circuito integrado
Energizamos una línea para
alimentar al circuito integrado
Éstos puentes permiten hacer interconexiones en nuestra tarjeta
y poder reutilizarse.

16. Hay otro tipo de tarjetas para probar
circuitos
Área de trabajo
Alrededor de
para
cada agujero
los circuitos
existe un
recubrimiento
metálico para Las líneas
las conexiones energizadas
de soldadura corren alrededor
Área de interfaz con otros
circuitos del circuito

17. Uso de resistencias
Negro 0 0 X1 Ω
Tolerancia Café 1 1 X10 Ω
Dorado: ±5% Rojo 2 2 X100 Ω
Plateado: ±10% Naranja 3 3 X1,000 Ω
Ninguno: ±20% Amarillo 4 4 X10,000 Ω
Verde 5 5 X100,000 Ω
Azul 6 6 X1’000,000 Ω
Violeta 7 7 X10’000,000 Ω
Gris 8 8 X100’000,000 Ω
Blanco 9 9

18. Configuración de los LED’s
Ya que utilizaremos
circuitos TTL, buscar
+ – preferentemente aquellos
que soporten 5 V
Si no se consiguen de
éste tipo, agregar una
+ –
+ – resistencia de 330 Ω
entre el LED y tierra

19. Proceso de diseño de
circuitos

20. 1. Define el problema que quieres
resolver, los estados, las variables
de entrada y las variables de
salida

21. 2. Resuelve el problema reduciendo
el circuito a su mínima expresión
utilizando circuitos comerciales
conocidos

22. 3. Documenta adecuadamente la
solución

23. 4. Implementa la solución en la
tableta revisando las
especificaciones de los circuitos
integrados que utilices, verifica la
operación correcta del circuito.
Documenta los problemas que
tuviste al armar el circuito e
inclúyelos en la documentación
inicial

24. FIN
Compuertas Lógicas
Cibernética y Computación 1