Puertas Logicas
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5/15/2018 Puertas Logicas - slidepdf.com
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6.002 CIRCUIT OS Y
ELECTRÓNICA
Dentro de la puerta digital
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Repaso
Discretizar el valor 0, 1
Disciplina estáticaCumplir los umbrales de tensión
Especifica como deben diseñarse las puertas
transmisor receptor
regiónprohibida
OLV
OH V
ILV
IH V
La abstracción digital
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Repaso
C A B
0 0 10 1 11 0 11 1 0
A
BC
NAND
Abstracción de puerta combinatoriasólo cumple la f unción de ent r ada
satisface la disciplina estática
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Por ejemplo:un circuito digital
Demo
D
A
B
C
Un microprocesador Pentium III es uncircuito con más de 4 millones de puerta
El chip RAW que se está construyendoen el laboratorio de informática del MITtiene aproximadamente 3 millones depuertas.
aquí hay 3 puertas
( )( ) B AC D ⋅⋅=
B A ⋅
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Cómo construir una puerta digital
Analogía
A B
C
co mo
f ue n te de
a l i me n t ac ió n
( c o m o c o n m
u t a d o r e s
grifos
si A=ON Y B=ON
C tiene H 0
si no C no tiene H 0
2
2
Utilice esto para construir una puerta AND.
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Cómo construir una puerta digital
C
B
A
puerta OR
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Analogía eléctrica
+ –
La bombilla C está ON (conectada) si A Y Bestán ON, si no C está OFF (desconectada).
Clave: dispositivo de “conmut ación”
V
A BC
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Analogía eléctrica
Clave: dispositivo de “conmut ación”
C
in
out
control
Dispositivo de 3 terminalessi C = 0,
cortocircuito entre in y outsi no
, circuito abierto entre in y out
Para una conmut ación mecánica,control presión mecánica
in
out
1=C
circuito equivalen
0=C
in (dentro)
out (fuera)
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Considere
=S
V “1”
+ – S
V
L R
C
IN
OUT
OUT V
S V
0=C
OUT V
S V
1=C
OUT V
S V
L R
C
OUT V
Tabla de
C
0 1
1 0
OUT V
ver dad par a
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¿Qué ocurre con. . . ?Tabla de ver dad par a
OV 2
c
0 0 10 1 11 0 1
1 1 0
1c
T abla de ver dad para
OV 2
c
0 0 1
0 1 01 0 01 1 0
1c
S V
OUT V
1c
2c
S V
OUT V
1c
2c
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¿Qué ocurre con. . .?
puede const r uir t ambién puer t as compues t as
S V
D
A
B
C ( ) C B A D +⋅=
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El disposit ivo MOSFET
el e lement o concent r ado de 3 t er minales
se compor t a como un int er r upt or
Metal-óxido
SemiconductorEf ect o de campo
Transistor
: t e r minal de cont r ol
: se compor t a de maner a
simét r ica (par a nuest r as
G
S D,
puerta≡
fuente
D
S
G
drenaje
necesidades).
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El disposit ivo MOSFET
Ent ienda su f uncionamient o consider ándolo
un element o de dos puer t os:
Modelo de “conmut ación” (modelo S) del MOSFE
D
S
Gi
G
GS v+
–
DS v
DS i +
–
C o n s u l t e e l
l i b r o d e t e
x t o
p a r a c o n o c
e r
s u e s t r u c t
u r a
T GS V v <
T GS V v ≥
V V T 1≈ gener alment e
onG
D
S
DS i
G off
D
S
i n t e r n a.
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6.002 Ot oño 2000 Clase 145
Examine e l disposit ivo
MOS en un osciloscopio.
Demo
GS v+
–
DS v
DS i
+
–
T GS V v ≥
DS i
DS v
T GS V v <
DS i
DS vvs
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Un inversor MOSFET
S V
L R
A IN
B
B
V 5=
Obse r ve la pot encia de abst r acción.
La r epre sent ación de puer t a del inver sor abst r actesconde de t alles int er nos t ales como las conexione
de f uent e de aliment ación, R L, GND, e t c .
(Cuando const r uimos cir cuit os digit ales , y son f r ecuent es a t r avés de t odas las puer t as).
vOUT
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El modelo T1000 de comput ador a por t át il desea puer t as
que sat isf agan la d isciplina e st át ica con los umbr ales de
t ensión. ¿Est á capacit ado par a ello nues t r o inver sor ?
IN v
OUT v
OUT v
IN v
5V
5V
0V=1VT
V
= 0,5VOL
V
= 4,5VOH
V
= 0,9V IL
V
= 4,1V IH
V
Nuest r o inver sor cumple est o.
receptor
OLV
OH V
ILV
IH V
54,5
0,5
0
t r ansmisor
5
4,
1
0,9
0
1:
0:
1
0
E j emplo
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Por e j emplo:
¿Cumple nuest r o inver sor la d isciplinaes t át ica par a est os umbr ales?:
= 0,2VOL
V
= 4,8VOH V
= 0,5V IL
V
= 4,5V IH V
= 0,5VOL
V
= 4,
5VOH
V
= 1,5V IL
V
= 3,
5V IH
V
sí
no
x
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Mode lo de r esis t encia de
conmut ación (S R) de l MOSFET
…modelo MOS más preciso
D
S
G
D
S T GS
V v <
G
T GS V v ≥
ON R
D
S
G
por e j emplo = K RON
5
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Modelo SR de MOSFET
modelo S
MOSFET
T GS V v ≥
T GS V v <
DS i
DS v
modelo SR
MOSFET
T GS V v ≥
T GS V v <
DS i
DS v
ON R
1
D
S
G
D
S T GS
V v <
G
T GS V v ≥
ON R
D
S
G
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Ut ilización de l mode lo SR
=S
V “1”
+ – S
V
L R
C
IN
OUT
OUT v
S V
0=C
OUT v
S V
1=C
OUT v
S V
L R
C
OUT v
ver dad par a
C
0 11 0
OUT
V
T GS V v ≥
ON R
ON R
OLV
L R
ON R
ON R
S V
OUT v ≤
+=
L R
L R Seleccione RL, RON, VS t al que :
Tabla de