Tengo algunos CD4069UBE y algunos CD4069BE. Por lo que he entendido, los UBE deben ser sin búfer y los BE con búfer.
Pero no encuentro ninguna hoja de datos que muestre algún con búfer 4069, por lo que me gustaría probar mis BE para saber si se amortiguan o no.
¿Cómo puedo comprobar si las salidas tienen búfer o no?
Probarlos es sencillo y hay muchas formas de hacerlo, aunque requiere cierto equipamiento.
Si introduce una forma de onda triangular y la conecta al eje X del osciloscopio y monitoriza la salida en el eje Y del osciloscopio, la salida tendrá el aspecto de una curva redonda en forma de S para un inversor sin búfer.
Un inversor con búfer tiene 3 inversores seguidos, por lo que tendrá una transición bastante brusca en algún umbral de tensión.
De este modo, un inversor sin búfer puede utilizarse como amplificador lineal, igual que un op-amp barato en configuración inversora. Basta con polarizar el inversor conectando una resistencia del orden de 1Mohm entre la salida y la entrada. La entrada debe permanecer polarizada alrededor de la mitad de la alimentación. Alimentando la forma de onda acoplada AC a través de una resistencia debería funcionar como un amplificador lineal. Si la salida tiene transiciones de onda cuadrada aguda en lugar de salida lineal, es probable que sea un inversor con buffer.
Texas Instruments enumera una serie de propiedades diferentes para buffered vs unbuffered:
De TI Informe de aplicación: Características de los dispositivos con y sin búfer de la serie CD4xxxB , p11.
Así que podrías medir el retardo de propagación en el osciloscopio y debería decirte si tus piezas están tamponadas o no.
Por si sirve de algo, no pude encontrar la parte -BE en absoluto; encontré la parte con buffer 4049, lamentablemente con diferente pinout.
Aquí es necesario un poco de contexto histórico. No existe ninguna versión de doble búfer en la familia básica CD4000. Si quieres 6 inversores con buffer, tienes que usar dos puertas de salida de inversión cuádruple.
En la mayoría de las aplicaciones, lo que realmente se desea son inversores de búfer simple, ya que no están pensados como búferes de alta salida, sino sólo como funciones lógicas rápidas y dulces para manejar una o dos entradas como máximo. Su rendimiento es óptimo cuando se utilizan de este modo. Para manejar algo más, usa puertas de salida inversoras (4001, 4011, etc.), o buffers complementarios (4041), o buffers con compuerta (4503), o latches cuádruples (4076), etc.
En cuanto a la comprobación de la existencia de búfer: alimente una onda cuadrada con tiempos de subida/caída de 500 ns a CD4011 y CD4069U. Fíjate en las slew rates de las salidas. CD4011 tiene más ganancia y será más rápido.
No hay con búfer 4069 piezas. Las que llevan el sufijo "B" no están amortiguadas, son sólo piezas con un número de referencia más antiguo. Así que 4069UB y 4069B son el mismo chip (este último más antiguo).
Sospecho que todos sus chips 4069B tienen códigos de fecha que se remontan a los años 80, cuando la serie CMOS 4000 fue estandarizada por el JEDEC.
He rastreado este problema hasta el origen de la serie 4000. Sígueme en este viaje por la historia de los circuitos integrados.
La serie 4000 fue inventado por RCA y comercializado en 1968 .
La referencia técnica más antigua que he podido encontrar es una 1975 RCA databook . En la página 334 (336 del PDF - a partir de ahora sólo me referiré a los números de página originales de los documentos escaneados) se puede ver claramente que el CD4069 B no tiene búfer, ya que consta de una única estructura de inversor CMOS (par PMOS-NMOS).
El sufijo "B" no significaba "con búfer" en aquella época, sino que designaba un rango de tensión de alimentación diferente. El libro de datos lo explica en la página 21. Extracto:
Rango de tensión de alimentación Los circuitos integrados COS/MOS se especifican en uno de los dos tipos siguientes rangos de tensión de alimentación: Los dispositivos de la serie "A" funcionan de 3 a 15 voltios, y los de la serie "B" de 3 a 18 voltios. [...] Los rangos de tensión de alimentación recomendados que condiciones son de 4 a 12 voltios para los dispositivos de la serie dispositivos de la serie "A", y de 4 a 15 voltios para los dispositivos de la serie "B".
¿Por qué se pensó posteriormente que el sufijo "B" significaba "amortiguado" y de dónde procede el sufijo "UB"?
No he podido encontrar el origen exacto, pero mi hipótesis es que Texas Instruments, al introducir su línea de dispositivos CMOS compatibles, añadió el búfer. Esto se puede inferir de esto 1975 TI CMOS Databook .
En la página 18 vuelven a afirmar que el sufijo "B" denota un rango de tensión de alimentación ampliado. Además, por lo que dicen allí, dan la impresión de que los dispositivos de la serie "A" son recambios enchufables de piezas RCA, mientras que los dispositivos con sufijo "B" son piezas mejoradas que se utilizarán para nuevos diseños.
En la página 19 describen las peculiaridades de la serie "B". Extracto (el subrayado es mío):
CIRCUITOS CON BUFFER
Más Los circuitos digitales 4XXXXB tendrán etapas de salida de doble o triple búfer para conseguirlo:
- Rendimiento dinámico uniforme
- Accionamiento por capacitancia mejorado
- Características de entrada uniformes
- Menor capacitancia de entrada
- Características de salida uniformes
- Menor potencia CV 2 f de todo el sistema
- Mayor inmunidad al ruido
Así que el almacenamiento en búfer parece formar parte de las mejoras de los chips RCA, pero no está necesariamente implementado en cada dispositivo. De hecho, los chips TF4069B y TP4069B se describen en la página 55 como intercambiables con el RCA CD4069B y el esquema de los inversores no muestra ningún búfer.
Estas mejoras parecen haber sido estandarizadas por el JEDEC, como puede deducirse de este 1983 RCA CMOS Databook .
En la página 48 hay una sección titulada:
CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS DE ALTO VOLTAJE DE LA SERIE B
que menciona (3ª columna, último punto):
JEDEC Tentative Standard No. 13B, "Standard Specifications for Description of 'B' Series CMOS Devices.
En la página siguiente encontrará dos subsecciones:
Dispositivos CMOS con búfer son tipos en los que la impedancia de "encendido" de salida es independiente de todas y cada una de las condiciones lógicas de entrada válidas, tanto anteriores como actuales. Todos los productos CMOS de este tipo se designan con el sufijo "B" a continuación del número de tipo básico.
Dispositivos CMOS sin búfer son tipos que cumplen todas las especificaciones de la serie B, excepto que las salidas lógicas no tienen búfer y las tensiones de inmunidad al ruido, V IL y V IH se especifican como el 20% y el 80%, respectivamente, de V DD para el funcionamiento a 5 ó 10 voltios, y 17 y 83%, respectivamente, de V DD para el funcionamiento a partir de 15 voltios. Todos estos productos CMOS se designan con el sufijo "UB".
y más abajo, 2ª columna (el subrayado es mío):
Todos los dispositivos CMOS de la serie B pueden sustituir directamente a sus homólogos de la serie A en la mayoría de las aplicaciones. Los tipos UB son versiones de alto voltaje de los tipos correspondientes de la serie A (sin búfer).
por último, en la página 52:
7. Puertas con y sin búfer La nueva norma industrial establece un sufijo "UB" para los productos CMOS que cumplen todas las especificaciones de la serie B, excepto que las salidas lógicas de los dispositivos no se amortiguan y la V IL y V IH se flexibilizan las especificaciones. El sufijo "B" sólo define dispositivos de salida con buffer en los que la impedancia de salida "on" es independiente de todas y cada una de las condiciones lógicas de entrada válidas, tanto anteriores como actuales.
Lo que confirma mis sospechas sobre el origen de la confusión.
Mira el CD4069UB ficha técnica
En la página 1 se dice que esta parte es para uso en casos en los que "no se requieren topes". El consenso parece ser que las partes UB no se amortiguan.
Además, si miras la página 9 de la hoja de datos, te dan un diagrama esquemático del diseño del inversor. Se trata de un simple inversor CMOS de dos transistores.
Por otro lado, quizá quieras preguntarte por qué importa si está o no almacenado en búfer.
Los parámetros de la hoja de datos de ambas piezas son bastante similares.
El retardo de propagación típico es de 30ns para ambas partes a VCC=10V. La corriente de salida sink/source es 2.6mA típica para ambas partes.
Si ambas partes pueden conmutar a la misma velocidad y conducir la misma carga, el hecho de que tengan o no búfer puede suponer poca diferencia.
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