Electrónica Digital

Prof.: Carlos Ortega Yamil Flores González

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Electrónica Digital II

Circuitos TTL Salidas de Colector Abierto

Salidas de Drenador Abierto

Salida de colector abierto (Familia TTL)

a compuerta de colector abierto se usan en tres aplicaciones principales: impulsar una lámpara o un relevador, realizando lógica alambrada y para la construcción de un sistema de bus común. Una salida de colector abierto puede impulsar una lámpara colocada en su salida a través de un resistor

limitador. Cuando la salida es baja, el transistor saturado forma una trayectoria para la corriente que enciende la lámpara. Cuando el transistor salida está apagado, la lámpara se apaga ya que no hay trayectoria para la corriente.

Figura No.1

La lógica alambrada lleva a cabo las compuertas TTL de colector abierto. El alambrado físico en (la figura 1) muestra como deben conectarse las salidas de un resistor común. El símbolo gráfico para dicha conexión se demuestra en (la figura 1.b).

Las compuertas de colector abierto pueden ligarse para formar un bus común. En cualquier momento, todas las salidas de compuerta ligada al bus, excepto una,

deben mantenerse en su estado alto o bajo, dependiendo de si se desea transmitir un 1 o un 0 en el bus. Deben usarse circuitos de control para seleccionar la

compuerta particular que impulsa al bus en cualquier momento dado.

Configuración del colector abierto

La configuración es exactamente igual a la de "Resistencia de colector", solamente que dicha resistencia no está integrada en el circuito si no que es la propia carga.

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La principal utilización es el gobierno directo de cargas que precisan unas tensiones o corrientes superiores a los niveles de la familia.

Por otro lado permiten la realización de puertas NAND por conexión con solo unir en paralelo las salidas de varios circuitos integrados

En la figura se muestra un inversor TTL

estándar con salida en colector abierto.

Notemos que la salida es el colector del

transistor Q3 sin nada conectado, de ahí

el nombre de colector abierto. Para

obtener los niveles lógicos alto y bajo a

la salida del circuito se conecta una

resistencia de pull-up* a la tensión de

alimentación Vcc desde el colector de Q3.

Cuando Q3 no conduce, la salida es

llevada a Vcc a través de la resistencia

externa. Cuando Q3 se satura, la salida se

lleva a un potencial próximo a tierra a

través del transistor saturado.

Aplicaciones típicas: Flexibilidad en el diseño con distintas tecnologías y distintas tensiones de alimentación. Ejemplo:

Otra aplicación típica de este tipo de tecnología de fabricación es la implementación de buses de

datos.

Circuitos en colector abierto.

Un circuito TTL en tótem-pole tiene limitada la cantidad de corriente que puede absorber

en el estado bajo (IOL máx.) a 16 mA para la serie estándar y a 20 para la serie AS. En

muchas aplicaciones es necesario excitar dispositivos como relés, lámparas, LEDs, etc., que

necesitan de un consumo mayor

* En el anexo se ve que y cuál es la utilidad de la resistencia Pull-Up

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Para estos dispositivos se utilizan salidas en colector abierto, debido a su mayor capacidad

de manejo de corriente y tensión. Una puerta buffer en colector abierto típica puede

absorber hasta 40 mA.

En las siguientes figuras se ven algunos ejemplos.

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Salida con Drenador Abierto (Familia MOS)

ecordemos los dispositivos TTL de colector abierto. La etapa de salida consiste en un transistor sumidero con un colector flotante. Existen dispositivos analógicos en la familia de CMOS. Estos dispositivos, conocidos

como de drenador abierto tiene una etapa de salida que consiste solo en un MOSFET sumidero. Ejemplo es el 74C906, que es un buffer séxtuplo de drenador abierto.

En la figura se muestra como al igual que los de la familia TTL salidas de colectores abierto también se les aplica la resistencia pull-up.

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Anexo

Resistencia Pull-Up o resistencia de arranque. Para aclarar lo que hemos hablado acerca de la resistencia pull-up se podría decir que normalmente se llaman resistencias pull up a resistores que en general se conectan entre una señal lógica y el positivo y su función es asegurar que esa señal no quede en un estado flotante. En algunos tipos de dispositivos lógicos, si no se pusieran las resistencias pull up, el estado lógico 1 podría quedar con un valor de tensión intermedio entre cero y uno y confundirse su estado. Son resistores normales, solo llevan el nombre pull up por la función que cumplen. Las resistencias pull-up puede ser cualquier resistencia. Lo importante es que está conectada entre la señal y la fuente de alimentación lógica. Generalmente las encuentras en circuitos lógicos y puedes utilizarlas en los

siguientes casos: 1. Mantener 1 Lógico: En conexiones de interfases externas, puedes colocar una resistencia de pull-up para mantener un nivel alto en la entrada cuando la interfase externa no existe. 2. Mejorar comportamiento de entrada 1 Lógico: Cuando una entrada de tu microcontrolador necesita mayor corriente o mejor comportamiento en el rango de temperatura, resistencia al ruido, te ayuda incluir resistencia de Pull-up 3. Mejorar el comportamiento de salida 1 lógico: Cuando una salida de tu microcontrolador necesita mayor corriente o mejor comportamiento en el rango de temperatura, resistencia al ruido, te ayuda incluir resistencia de Pull-up

Algunos microcontroladores ya traen internamente resistencia de pull-ups, e inclusive pueden ser de valores programables. Los rangos comunes de resistencias de pull-ups pueden ser de 1k ohm a 100k ohms, pero depende de la familia lógica de tu microcontrolador