FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E

INDUSTRIAL

ELECTRÒNICA INDUSTRIAL

TEMA:

COMPUERTAS LOGICAS

NOMBRE:

CARLOS MOPOSITA

SEMESTRE:

CUARTO “INDUSTRIAL”

AMBATO – ECUADOR

2012

INFORME DE LABORATORIO

1.- TEMA: Compuertas lógicas con la utilización de transistores.

2.- OBJETIVOS:

GENERAL:

Determinar los comportamientos de cada una de las compuertas lógicas.

ESPECIFICOS:

Aprender el funcionamiento y características de los transistores. Conocer como funciona una compuerta lógica.

3.-MATERIALES: INSTRUMENTOS

Resistencias de 10kΩ Diodos led Resistencias de 1kΩ y 330Ω Protoboard

4.-MARCOTEORICO:

TRANSISTOR

Un Transistor es un dispositivo semiconductor diseñado para operar en circuítos electrónicos como amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término "transistor" es la contracción en inglés de transfer resistor ("resistencia de transferencia").

COMPUERTAS LOGICAS

Las puertas lógicas, también llamadas compuertas son una clase de dispositivos electrónicos, conformados a partir de otros componentes electrónicos discretos, y son la expresión física de los operadores booleanos. Generalmente, cuando algún diseño electrónico requiere alguna compuerta lógica, no se construye componente a componente, sino que se recurre a circuitos integrados especializados que contienen compuertas completas en su interior.

La electrónica digital, en contraposición con la electrónica lineal o analógica no manipula señales continuas, sino que se centra en el proceso de señales discretas, que solo poseen dos estados posibles. En las señales digitales la amplitud varía rápidamente de un límite al otro, sin que existan (teóricamente) estados o fases entre esos dos límites posibles. Estos límites representan estados lógicos altos o bajos (que a menudo se los toma como “1” o “0” binarios), con una convención que fija que valores mínimos y máximos corresponden a

Multimetro

cada uno. A su vez, existen la lógica positiva y la lógica negativa. En la primera se representa el “1” como un estado alto, y “0” con un estado bajo (que incluso puede ser negativo). La lógica negativa hace coincidir el “1” con un estado bajo, y el cero con uno alto.Por ejemplo, si suponemos que nuestro sistema funciona con señales eléctricas de 0 y 5 voltios, los limites para cada tipo de señal podrían ser los que muestra la figura 1.

Veremos a continuación las siguientes: IF,NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR y NXOR.

IF

La puerta lógica IF (o SI, si se utiliza el castellano) realiza la función booleana de la igualdad. Se simboliza mediante un triángulo, cuya base corresponde a la entrada, y su vértice opuesto la salida. La tabla de verdad, es sencilla: la salida toma siempre el valor de la entrada.En electrónica, generalmente se utilizan compuertas IF como amplificadores de corriente (buffers en inglés), para permitir manejar dispositivos que tienen consumos de corriente elevados desde otros que solo pueden entregar corrientes débiles.

NOT

Esta compuerta presenta en su salida un valor que es el opuesto del que está presente en su única entrada. En efecto, su función es la negación, al igual que la compuerta IF solo puede tener una entrada. Se utiliza cuando es necesario tener disponible un valor lógico opuesto a uno dado. La figura muestra el símbolo utilizado en los esquemas de circuitos para representar esta compuerta, y su tabla de verdad.Se simboliza en un esquema eléctrico en el mismo símbolo que la compuerta IF, con un pequeño círculo agregado en su salida, que representa la negación.

AND

Esta compuerta realiza la función booleana de la multiplicación. Su salida será un “1” cuando todas sus entradas también estén en nivel alto. En cualquier otro caso, la salida será un “0”. El operador AND se lo asocia a la multiplicación, de la misma forma que al operador SI se lo asociaba a la igualdad. En efecto, el resultado de multiplicar entre si diferentes valores binarios solo dará como resultado “1” cuando todos ellos también sean 1, como se puede ver en la figura al final de la página. Matemáticamente se lo simboliza con el signo “x”.Podemos pensar en esta compuerta como una lámpara en serie con la alimentación y dos o más interruptores. La lámpara se encenderá únicamente cuando todos los interruptores estén cerrados. En este ejemplo, los interruptores serían las entradas de la compuerta, y su estado seria “1” cuando están cerrados. La salida estaría representada por la lámpara, cuyo estado “alto” o “1” se asocia al encendido. Si alguna de las entradas (interruptores) está en “0” (interruptor abierto) no habrá circulación de corriente por lo tanto la salida estará en “0” (lámpara apagada).La tabla de verdad y el esquema de más abajo corresponden a una AND de 2 entradas, pero también existen compuertas AND de 3, 4 o más entradas

OR

La función booleana OR es la asociada a la suma, y matemáticamente la expresamos como “+”. Esta compuerta presenta un estado alto en su salida (un “1”) cuando al menos una de sus entradas también está en alto. En los demás casos, la salida será “0”.Un circuito equivalente a esta compuerta sería una lámpara en serie con la alimentación y con dos interruptores que está en paralelo entre sí. Nuevamente, los interruptores serían las entradas, y la lámpara la salida. Si seguimos las convenciones fijadas en el ejemplo visto al explicar la compuerta AND, tenemos que si ambos interruptores están abiertos (“0”), la lámpara permanece apagada (“0”). Pero basta que cerremos solo uno de los interruptores para que la lámpara se encienda. Al igual que en las compuertas AND, el número de entradas puede ser mayor que dos

NAND

Esta compuerta es simplemente la negación de la compuerta AND. Se puede pensar como una compuerta AND con una compuerta NOT a la salida. Esto modifica su tabla de verdad,

quedando que la salida solo será un “0” cuando todas sus entradas estén en “1”. En la figura podemos ver su símbolo y su tabla de verdad.El pequeño círculo en su salida es el que simboliza la negación. El número de entradas debe ser como mínimo de dos, pero no es raro encontrar NAND de 3 o más entradas

NOR

De forma similar a la compuerta NAND, una NOR es la negación de una compuerta OR, obtenida agregando una etapa NOT en su salida.Como podemos ver en su tabla de verdad, la salida de una compuerta NOR es “1” cuando todas sus entradas son “0”. Igual que en casos anteriores, la negación se expresa en los esquemas mediante un círculo en la salida. El número de entradas puede ser mayor a dos

XOR

La compuerta OR vista anteriormente realiza la operación lógica correspondiente al “O” inclusivo, es decir, una o ambas de las entradas deben estar en “1” para que la salida sea “1”. Un ejemplo de esta compuerta en lenguaje coloquial seria “Mañana iré de compras o al cine”. Basta con que vaya de compras o al cine para que la afirmación sea verdadera. En caso de que realice ambas cosas, la afirmación también es verdadera. Aquí es donde la función XOR difiere de la OR: en una compuerta XOR la salida será “0” siempre que las entradas sean iguales entre si. En el ejemplo anterior, si se tratase de la operación XOR, la salida seria “1” solamente si fuimos de compras o si fuimos al cine, pero “0” si no fuimos a ninguno de esos lugares, o si fuimos a ambos.Esta característica, como veremos en notas posteriores, hacen que la compuerta XOR sea útil para efectuar sumas de números, como en el caso de las calculadoras

XNOR

No hay mucho para decir de esta compuerta, como se puede deducir de los casos anteriores, una compuerta XNOR no es más que una XOR con su salida negada. La tabla de verdad de una compuerta de este tipo con dos entradas, y su correspondiente esquema se pueden ver en la figura

5.- DESCRIPCION DE LA PRÁCTICA:

Una vez diseñada los circuitos de compuertas lógicas se procede a construir cada una de estas en una protoboard para analizar cada uno de los funcionamientos de las compuertas lógicas.

Construir cada uno de las compuertas lógicas en la protoboard. Comprobar que este correctamente conectado los componentes evitando realizar un

corto. Comprobar que los circuitos lógicos arrojen los resultados esperados dependiendo de

cada una de las compuertas a analizar.

6- TABLASY GRAFICOS:

NOT

AND

A NOT0 11 0

A B AND0 0 00 1 01 0 01 1 1

OR

NAND

NOR

A B OR0 0 00 1 11 0 11 1 1

A B NAND0 0 10 1 11 0 11 1 0

A B NOR0 0 10 1 01 0 01 1 0

XOR

XNOR

7.-ANALISIS DE RESULTADOS:

TABLA 1La compuerta NOT reacciona de la siguiente manera cuando la entrada A esta desconectada el led se enciende. Cuando el puerto A se encuentra conectado al positivo de la batería el led se apaga.

TABLA 2

A B XOR0 0 00 1 11 0 11 1 0

A B XNOR0 0 10 1 01 0 01 1 1

La compuerta AND reacciona de la siguiente manera solo cuando los dos puertos A y B se encuentran conectados al positivo de batería esta se enciende mientras tanto no. Cabe resaltar que como existen dos puertos se analizan cuatro posibilidades.

TABLA 3La compuerta OR reacciona de la siguiente manera para encender el led solo necesita conectarse una de los puerto sea A o B, o a su vez los dos.

TABLA 4La compuerta NAND es la negación dela compuerta AND, si los dos puerto A y B se encuentran conectados el led se apagara.

TABLA 5La compuerta NOR es la negación dela compuerta OR, si los dos puerto A y B se encuentran conectados el led se encenderá.

TABLA 6La compuerta XOR reacciona de la siguiente manera, si los dos puertos A y B se encuentran en el mismo estado el led se apagara caso contrario se encenderá.

TABLA 7La compuerta XNOR es la negación dela compuerta XOR, si los dos puerto A y B se encuentran conectados el led se encenderán caso contrario se apagara.

8.-CONCLUCIONES: Los transistores ayudan a construir compuertas lógicas en configuración base común,

gracias a sus tres puertos emisor, base, colector. Las compuertas lógicas, NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR, XNOR, reaccionan de acuerdo

a sus especificaciones.NOT.- es una compuerta inversora.AND.- es una compuerta multiplicadora entre binarios, el resultado será 1 cuando el resultado de la multiplicación sea 1.OR.- es una compuerta sumadora, el resultado será 1 si la suma de los dos puertos es igual a 1 en binarios.NAND.-es una compuerta lógica negadora de AND.NOR.- es una compuerta lógica negadora de OR.XOR.- es una compuerta lógica donde la salida será 0 cuando las dos entradas sean iguales, y la salida será 1 cuando las entrados sean distintas entre sí.XNOR.-es una compuerta lógica de XOR.

9.-RECOMENDACIONES:

Verificar cada uno de los circuitos construidos en la protoboard para que no exista ningún corto.Escoger una aplicación bastante interesante y muy útil de estas compuertas lógicas para realizar como práctica.

10.- BIBLIOGRAFIA:

http://www.unicrom.com/Tut_compuertaorExcl.asphttp://www.proyectoelectronico.com/compuertas-logicas/compuertas-logicas-xor-xnor.htmlhttp://www.electronicafacil.net/tutoriales/El-transistor.php

11.-ANEXOS: