1. 1.1.
CAPITULO UNO INTRODUCCIÓ INTRODU CCIÓN A LOS CIRCUITOS DIGITA DIGITAL LES
DEFINICIONES BÁSICAS E HISTORIA HISTORIA DE LA LA ELECTRÓ EL ECTRÓNICA DIGITAL DIGITAL
1.1.1. 1.1.1. ELECTRÓ ELECTRÓNICA . 1.1.1.1. Según Millman Mil lman y Seely La definición de Electrónica admitida más ampliamente es la realizada por Millman y Seely, posteriormente adaptada por el Institute of Radio Engineers (IRE). Según ella, es: "La rama de la Ciencia y la Técnica que se ocupa, por un lado, del funcionamiento de los electrones en el vacío, en presencia de campos eléctricos y magnéticos y de las interacciones electrón—materia y electrón—radiación, lo que constituye básicamente el estudio de los dispositivos electrónicos. Por otro lado, se ocupa del diseño de los dispositivos y sus aplicaciones prácticas, basadas en los principios y dispositivos anteriores."i 1.1.1.2. Segú Según n el Insti In stitut tute e of Radio Radio Engineers (IRE). (IRE). En la versión de los Proceedings del IRE se define como Electrónica: "El campo de la Ciencia y la Ingeniería que trata de dispositivos electrónicos y de su utilización, entendiendo por dispositivo electrónico aquel en el que tiene lugar la conducción por electrones a través del vacío, de un gas o de un medio semiconductor." semiconductor." 1.1.1.3. Según Según el Dicci Dicc i onario onar io de la l a Real Academi Ac ademia a Españ ola. ol a. En cuanto a la definición de electrónica, según el diccionario de la Real Academia Española, se tiene que es: "La ciencia que estudia dispositivos basados en el movimiento de los electrones libres en el vacío, gases o semiconductores, cuando dichos electrones están sometidos a la acción de campos electromagnéticos. electromagnéticos. Técnica que aplica a la industria los conceptos de ésta ciencia." Au Aun así, en las las defin finicio icion nes no se da conten tenido ido preciso iso al co concepto de disp ispositiv itivo o, al al tie tiem mpo que se concede una importancia fundamental al electrón, cuando la Tecnología Electrónica se ocupa, fundamentalmente de los dispositivos, los circuitos y los sistemas. Para tratar de precisar el concepto de dispositivo electrónico es necesario recurrir a su evolución histórica(ver historia
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electrónica). En todo caso, resultan destacables la aparición de las palabras dispositivo electrónico y la idea de que estos dispositivos, junto con otros componentes y técnicas permiten la materialización física de los circuitos y sistemas ideados por una serie de campos de la ingeniería de reciente desarrollo, fundamentalmente las Telecomunicaciones, la Informática y la Automática. 1.1.2. ELECTRÓ ELECTRÓNICA ANÁLOGA Y ELECTRÓ ELECTRÓNICA DIGITAL DIGITA L La electrónica se divide en general según el tipo de circuito en análoga y en digital de acuerdo a la forma como, tales circuitos, controla las señales que circulan por ellos, así: : 1.1.2.1. Electr Elec trónic ónica a anál oga og a Se rige por los denominados, circuitos análogos o lineales, llamados así porque la gran variedad de señales que se presentan, pero por sobre todo, por la variación continua de los valores que la configuran(ver señales análogas). Hacen parte de la misma el análisis de los circuitos con diodo, con transistores y sus aplicaciones, los amplificadores, etc. : 1.1.2.2. Electrónica Electrónica digital dig ital Se rige por los denominados, circuitos digitales o lógicos, llamados así porque trabajan con señales que pueden adoptar uno de dos valores posibles, alto o bajo(ver señales digitales). Puede definirse la electrónica digital como la parte de la electrónica que estudia los dispositivos, circuitos y sistemas digitales, binarios o lógicos.ii A dif dife erencia de la la ele elec ctró trónica ica an análog loga o lin lineal, qu que tr trabaja con se señales les qu que pu pueden ad adoptar un una amplia gama de valores, los voltajes en electrónica digital están restringidos a uno de dos valores llamados niveles lógicos alto y bajo o estados 1 y 0. Generalmente el estado lógico alto o “1” , corresponde a la presencia de voltaje y, por el contrario, el estado lógico bajo o “0” corresponde a su ausencia. Hacen parte de la electrónica digital los circuitos y sistemas de control. 1.1.3. CIRCUITOS DIGITALES DIGITAL ES Un circuito simple como el de la figura 1 en donde aparece un led con su interruptor, es un circuito digital, digital, porque el led o se enciende enciende o se apaga, apaga, pero no hay hay tintes tintes intermedios. Sí se le coloca un regulador como en la figura 2, el circuito se transforma en análogo, porque variando el regulador, la intensidad lumínica cambiará en forma continua.
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Figura No 1. Circuito Digital el led se activa o desactiva con la puesta o no del i nterrupt or
Figura No 2. Circuito análogo pues el regulador hace que la int ensidad luminosa del led varie
1.1.4. COMPUERTAS Son los dispositivos que ejecutan las operaciones lógicas. Cuenta con una serie de entradas y una serie de salidas, su interior está constituido por transistores, diodos, resistencias según familia de fabricación. Son los circuitos digitales fundamentales. Morris Mano en un fragmento simplifica la definición de compuerta lógica así:
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“...Son bloques de Hardware que producen una señal de salida lógica 1 o lógica 0 y satisface los requisitos de la entrada lógica”iii La gráfica de la figura No 3 representa algunas de tales compuertas.
Figura No 3. Dos compuertas básicas la OR y l a AND.
1.1.5. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA ELECTRÓNICA DIGITAL1iv La electrónica digital ha sido una de las revoluciones tecnológicas más importantes y decisivas de la humanidad. Sus preámbulos los podemos resumir en: 1.1.5.1. Inicios de la electrónica En términos generales la electrónica y la electricidad nacen con los trabajos de varios destacados físicos, tales como Coulomb, Ampére, Gauss, Faraday, Henry y Maxwell. Tales trabajos quedaron recogidos, en 1865, en el marco formal de la teoría del electromagnetismo, formulada por Maxwell (deducida de las ecuaciones que llevan su nombre); teoría que, sin embargo, debió esperar hasta 1888 para su demostración. La mencionada demostración la realizó Hertz con la generación, en el laboratorio, de ondas electromagnéticas. Más tarde, en 1896, Marconi logró transmitir y detectar estas ondas (llamadas hertzianas) y abrió el camino a posteriores avances tan importantes como la televisión y las telecomunicaciones. En términos más concretos, el nacimiento de la electrónica, como rama de la ciencia, puede situarse en 1895, año en el que Lorentz postuló la existencia de partículas cargadas llamadas electrones, lo cual fue demostrado, experimentalmente, por Thompson dos años más tarde. Braun, en 1897, hizo pública su invención del primer tubo electrónico, rudimentario antecesor de los tubos de rayos catódicos que forman parte de los televisores. 1.1.5.2. De las válvulas al transistor
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Desarrollos tomados de dos textos de la bibliografía: el ii y el iv
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