El chip TTL 7405 no emite nada cuando se le da una entrada baja

Question

Estoy luchando por aprender a usar algunos de estos componentes para un laboratorio. Una cosa que noté es que al darle al inversor hexagonal 7405 una entrada baja, la salida cuando es revisada por mi sonda lógica muestra que no hay voltaje en la salida. Me he asegurado de que mi chip esté alimentado y conectado a tierra. ¿Alguna idea?

Answer 1

Los CI 74xx05 tienen salidas de colector abierto. Por lo tanto, cuando la entrada es alta, la salida se tira hacia abajo, pero cuando la entrada es baja, la salida está en alta impedancia.

Para obtener una salida de alto nivel, debes conectar una resistencia pull-up entre la salida y VCC (5V). O bien, utilice la versión de salida push-pull (tótem), es decir, el 7404.

simular este circuito - Esquema creado con CircuitLab

El valor de la resistencia de pull-up R1 depende principalmente de:

• La velocidad que necesita alcanzar (la Ficha técnica del 74LS05 de un proveedor indica que con un \$2\ k\Omega\$ se consigue un tiempo de propagación de baja a alta de 32 ns, si la capacitancia de carga es de 15 pF).
• La corriente que R1 debe proporcionar a "lo que está conectando a la salida de la puerta" (por ejemplo, otra puerta lógica), manteniendo el valor correcto de alto nivel. Si conectas otra puerta (o una entrada de un CI digital), debes comprobar su tensión de alto nivel y su corriente de entrada. La tensión de alto nivel y la corriente de entrada (carga de entrada) dependen de la familia lógica que se utilice. Por ejemplo, supongamos que vas a conectar el circuito anterior (74LS05+R1) a otro 74LS05. El Ficha técnica del 74LS05 indica que a 2,7V, la corriente de entrada es \$20\ \mu A\$ . Esto significa que 1 un valor máximo de resistencia de \$(V_{CC}-V_{IH})/I_{IH}=(5\ V-2.7\ V)/20\ \mu A = 115\ k\Omega\$ . ( ¡ATENCIÓN! Un TTL estándar -es decir, no un Schottky "LS" de bajo consumo- tiene una corriente de entrada de alto nivel que es \$40\ \mu A\$ . Allí el valor máximo de la resistencia de pull-up es la mitad del valor calculado anteriormente)
• Además, la salida del 74LS05 no es ideal, por lo que no tiene una impedancia infinita, cuando la entrada es baja: puede filtrarse algo de corriente en la salida. En la hoja de datos esto se indica como \$I_{OH}\$ - que es positivo para el 74xx05, lo que indica que se trata de una corriente de disipación. El 74LS05 tiene un \$I_{OH,max} = 100\ \mu A\$ (véase la nota 2). Esto reduce drásticamente la \$115\ k\Omega\$ ¡valor calculado arriba! En caso de que quieras conectar la salida del circuito anterior a otro 74LS05, el valor superior es ahora \$(V_{CC}-V_{IH})/(I_{IH}+I_{OH,max})=(5\ V-2.7\ V)/120\ \mu A = 19\ k\Omega\$ .

En la práctica, lo que domina es la primera restricción.

Las consideraciones anteriores establecen el valor del límite superior de la resistencia. El límite inferior se determina por:

• El consumo máximo de corriente que puede aceptar.
• La capacidad de accionamiento de la salida de su puerta lógica (es decir, la corriente máxima que puede proporcionar, manteniendo una tensión de bajo nivel compatible con su carga - por ejemplo, otra puerta). Por ejemplo, el 74LS05 tiene un \$I_{OL}=8\ mA\ @V_{OL}=0.5\ V\$ lo que resulta en un valor mínimo de pull-up de \$560\ \Omega\$ .

Normalmente, a menos que quiera ir a "alta velocidad" (> 1 MHz) y a menos que tenga que conectar esta salida a muchas entradas (alto fanout), un clásico \$10\ k\Omega\$ es suficiente.

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Dato extra

Puede crear una puerta "cableada-nor", conectando las salidas de dos o más inversores del 7405. Mira el circuito de abajo: cuando A="1" O B="1", la salida se tira hacia abajo. Cuando A="0" y B="0", la salida se pone alta con R1.

simular este circuito

No lo hagas con las puertas normales 7404.

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Notas:

1. En realidad, la tensión de entrada de alto nivel \$V_{IH}\$ es de 2,0V, pero la hoja de datos sólo indica el valor de la corriente de entrada máxima \$I_{IH}\$ cuando está a 2,7V. Esto añade cierto margen de seguridad.
2. \$I_{OH,max} = 100\ \mu A\$ se muestra con \$V_{OH}=max\$ (5.5 V). Será menor a tensiones de salida más bajas. El uso de este valor, también añade algunos márgenes de seguridad.