C4 - Lógica Digital

C4.1.-Binary Information Implemented with MOS Transistors

En esta imágen se pueden ver un transistor MOS de canal p y otro de canal n conectados. Podemos ver como los transistores se utilizan como interruptores y a través de sus gate configuramos cada transistor para poder tener en OUT 0v (que es un 0 binario), o 3.3V (que es un 1 binario).

C4.2.-Digital Logic

En un transistor P-Channel

• Si Source es mas positivo que Gate la corriente fluye de Source hacia Drain. El MOS está en ON
• Si Gate es mas positivo que Source la corriente no fluye. El MOS está en OFF

En un transistor N-Channel

• Si Gate es más positivo que Drain la corriente fluye de Drain hacia Source. El MOS está en ON
• Si Drain es más positivo que Gate la corriente no fluye. El MOS está en OFF

Funcionamiento Puerta NOT

• Cuando IN = 0V en P-Channel Gate = 0V y como Source = 3.3V entonces P-Channel esta ON. En N-Channel Gate = 0V y como Source = 0V entonces N-Channel esta en OFF
• Cuando IN = 3.3V en P-Channel Gate = 3.3V y como Source = 3.3V entonces P-Channel esta en OFF. En N-Channel Gate = 3.3V y como Source = 0V entonces N-Channel esta en ON.

Los circuitos hechos con transistores MOS de tipo p y tipo n se llaman Complementary Metal Oxide Semiconductors (CMOS)

C4.3.-Flip-Flop

Que son?

• definición
• Son la base de los registros y memorias
• Uno de sus usos es para guardar datos

Flip Flop RS

• Es el más simple y como vemos esta formado por dos NAND
• Como vemos en su t. verdad cuando S=1 y R=1 guarda el valor anterior. Este es el funcionamiento que se necesita cuando se usan para registros o para memorias
• Cuando S=0 y R=0 el valor de Q y de Q' es indeterminado

T. verdad

S	R	Q	Q'
0	0	N/C	N/C
0	1	1	0
1	0	0	1
1	1	Q(t-1)	Q'(t-1)

Flip Flop D

• Este Flip-Flop es el que se suele usar para guardar información
• El canal D es para entrar el dato
• El canal W es la señal de control
• Para guardar un bit:
  • Poner bit a guardar en D
  • Poner W a 1 y luego ponerlo a 0
  • La salida Q = D
• El bit queda guardado y no importa el valor de D mientras W sea 0. Si W es 1 y D cambia, Q pasa a valer el nuevo valor de D

Tristado



Hay ocasiones en que varias salidas (de puertas lógicas, biestables, ...) se conectan a un mismo nodo (cable). Esto puede producir conflictos o que se dañen las salidas si mas de un dispositivo a la vez accede al nodo.
Los triestados disponen de una entrada extra que pone la salida en HiZ (Impedancia alta). Con este estado activado el dispositivo queda desactivado
Cuando G vale 0 como es una entrada negada (es decir se activa por 0) la salida Y vale lo que hay en la entrada A.
Cuando G = 1, la salida Y cambia independientemente de A. Este es el estado de Alta Impedancia (HiZ).

C4.5.-Digital Information Stored in Memory

• Se usan los biestables de tipo D para almacenar bits
• Como se ve en la imagen hay 8 biestables para almacenar un byte
• También se ve un triestado por cada bit. Éste sirve para colocar en el Data Bus la información que tiene cada biestable.
  • Cuando Read = LOW se activa el triestado y en el Data Bus se coloca el byte almacenado.
  • Cuando Read = HIGH el triestado se pone en HiZ y la salida Q de cada biestable queda aislada del Data Bus. En ese momento el byte que haya en el Data Bus será almacenado en los biestables cuando Write tenga un pulso de subida