CD4011 Puerta NAND - Configuración de los pines y sus aplicaciones

Una puerta NAND (NOT- AND) es un tipo de puerta lógica que funciona como una puerta AND a través de una puerta NOT. Aquí, la salida de la puerta AND puede invertirse a través de la puerta NOT. Como resultado, cuando todas las entradas de una puerta NAND son ALTAS, sólo da una salida BAJA. Estas puertas se utilizan para diseñar una amplia gama de funciones lógicas como los Flip-Flops D y los Latches SR. En este artículo se describe una visión general de la puerta NAND CD4011 y su funcionamiento.

¿Qué es la compuerta NAND CD4011?

El CI CD4011 es un CI de puerta NAND curable de dos entradas que incluye cuatro puertas NAND en un solo chip. La lógica utilizada por esta puerta es CMOS, donde el diseño de todas las entradas y salidas puede realizarse en función del nivel de tensión de la lógica CMOS.

Este CI se utiliza para realizar la lógica NAND, o bien puedes utilizar una combinación de 4 puertas lógicas para conseguir también el funcionamiento AND/OR. Los CI de puerta NAND CD4011 ofrecen al diseñador de sistemas la ejecución directa de la función de puerta NAND y complementan la familia de puertas CMOS existente.

Estos circuitos integrados están disponibles en diferentes encapsulados, como el DIL (dual-in-line) cerámico hermético de 14 terminales, el DIL de plástico de 14 terminales y los encapsulados de 14 terminales de pequeño tamaño.

Configuración de pines

A continuación se muestra la configuración de los pines de la puerta NAND del CD4011. Este CI incluye 14 patillas, de las que a continuación se explica cada una de ellas y su función.

• Pin1 (ENTRADA A): Este pin es la entrada A de la 1ª puerta NAND
• Pin2 (ENTRADA B): Este pin es la entrada B de la 1ª puerta NAND
• Pin3 (SALIDA J): Este es un pin o/p J de la 1ª puerta NAND
• Pin4 (SALIDA K): Es un pin o/p K de la segunda puerta NAND
• Pin5 (ENTRADA C): Es el pin de entrada C de la segunda puerta NAND
• Pin6 (ENTRADA D): Es el pin de entrada D de la segunda puerta NAND
• Pin7 (GND): Es el pin GND
• Pin8 (ENTRADA E): Es un pin de entrada E de la tercera puerta NAND
• Pin9 (ENTRADA F): Es un pin de entrada F de la tercera puerta NAND
• Pin10 (SALIDA L): Este pin es un pin de salida L de la tercera puerta NAND
• Pin11 (SALIDA M): Este es un pin de salida M de la cuarta puerta NAND
• Clavija12 (ENTRADA G): Es un pin de entrada G de la cuarta puerta NAND
• Pin13 (ENTRADA H): Es un pin de entrada H de la cuarta puerta NAND
• Pin14 (VCC/VDD): Este pin se conecta con una fuente de alimentación de 5V

Especificaciones y características

El características y especificaciones del CD4011 NAND Gate incluyen lo siguiente

• puerta NAND de 2 entradas con paquete cuádruple
• La tensión de funcionamiento es de 5V
• La corriente o/p de alto rango es de 1,5 mA
• La corriente o/p de rango bajo es de 1,5mA
• El tiempo de retardo de propagación es de 60 ns
• El rango de temperatura de funcionamiento es de - 55 C a + 125 C
• Los paquetes disponibles son GDIP, PDIP y PDSO de 14 pines
• El tiempo de retardo de propagación es de 60 ns
• I/ps y o/ps con buffer
• Características de o/p simétricas y consistentes
• Corriente de entrada Máx. 1µA a 18 V en todo el rango de temperatura del paquete y 100 nA a 25°C y 18 V
• A 20 V de corriente de reposo, está probado al 100%
• Los valores paramétricos son 5V, 10V y 15V
• El tipo de montaje es de agujero pasante
• serie 400B
• Tecnología CMOS
• Posición de doble terminal
• Función lógica NAND
• CD4011B Número de pieza
• Familia tecnológica CD4000
• La VCC mínima es de 3V
• La VCC máxima es de 18V
• 4 canales
• Entradas para cada canal -2
• La corriente máxima al pin es de 6,8 mA
• La corriente máxima desde la clavija es de -6,8 mA
• El tipo de entrada es el típico CMOS
• El tipo de salida es Push-Pull
• La velocidad estándar es > 50ns
• La velocidad máxima de datos es de 8 Mbps
• El rango de temperatura de funcionamiento es de -55 a 125 C

Alternativas y equivalentes Las puertas NAND CD4011 son NTE4011, HCF4011, MC14011, HEF4011 o TC4011. Los CI alternativos con puertas NAND de dos entradas son: 4572, 4093, 40107, 74HC00, 74HC01 y 74HC03.

¿Cómo utilizar la puerta NAND CD4011?

Como ya hemos hablado de la puerta NAND. Por tanto, el CI CD4011 incluye 4 puertas NAND. A continuación se indican la forma tabular y sus funciones lógicas.

Entrada	Entrada	Salida
L	L	H
L	H	H
H	L	H
H	H	L

De acuerdo con la forma tabular anterior, podemos concluir que si ambas entradas son altas, sólo la salida es baja, de lo contrario es alta.

El CI CD4011 incluye 12 pines de E/S para un total de 4 puertas NAND. Por lo tanto, este CI se puede utilizar simplemente conectando la patilla VDD a la patilla positiva, mientras que la alimentación negativa es a la patilla GND.

Este CI funciona con +5V, por lo que la tensión de salida de este chip en el o/p será equivalente a la tensión de funcionamiento de este chip. Algunas versiones de CI de puerta NAND funcionan hasta 20V. En el CI de puerta NAND CD4011 anterior, los pines de entrada se indican con A y B, mientras que los pines de salida se indican con "Q".

A continuación se muestra el diagrama del circuito de aplicación de la puerta NAND CD4011, es decir, el circuito del avisador acústico.
En el circuito de pitidos anterior, dos compuertas NAND CD4011 desempeñan un papel crucial. Este circuito es muy sencillo de diseñar y se utiliza para generar un sonido de pitido cuando se requieren indicaciones y alarmas en lugares como hospitales, estaciones de bomberos, comisarías, etc.

Estos circuitos son muy sencillos de diseñar, utilizar y necesitan menos mantenimiento. Así que este circuito de avisador acústico se ha diseñado con un CI de puerta NAND de dos entradas CD4011.

Los componentes necesarios para construir este circuito sonoro incluyen principalmente una protoboard, una pila de 9 V, cables de conexión, un CI CD4011, un transistor NPN 2N4401, un zumbador piezoeléctrico, un condensador de 470uF, un LED de 5 mm y resistencias de 1k, 1,2k y 470 ohmios.

Este CI de puerta NAND se utiliza en diferentes circuitos electrónicos, ya que funciona como una puerta NAND. Si quieres utilizarlo como un inversor lógico, las puertas NAND de este circuito integrado se conectan para que funcionen como una puerta NOT. Por lo tanto, se utiliza allí donde se requiere una operación NAND con alta velocidad. Este CI incluye un menor tiempo de transición que es necesario para las aplicaciones basadas en la alta velocidad.

En el circuito anterior, los dos CI de puerta NAND están conectados como un multivibrador astable, porque el o/p del pin-4 de este CI se pone constantemente en nivel bajo y alto. Esto hace que el transistor se ponga continuamente en ON y OFF para accionar el zumbador piezoeléctrico. Así, este zumbador generará un pitido y el diodo emisor de luz del circuito parpadeará continuamente.

Este circuito zumbador se utiliza en temporizadores y dispositivos de alarma para fines de alarma e indicación.

¿Dónde utilizar la compuerta NAND CD4011?

Según la discusión anterior, el CI de la puerta NAND CD4011 incluye cuatro puertas lógicas NAND. Estas puertas ayudan a implementar otras puertas lógicas como AND, OR y NOT. Este CI es aplicable cuando se necesita una salida de puerta NAND de alta velocidad, ya que este CI proporciona la salida en menos de 60ns.

Para realizar un proceso de alta velocidad, necesitamos un circuito siempre con menos tiempo de transición. Por lo tanto, se sugiere que la puerta lógica se utilice en sistemas de alta frecuencia. El aplicaciones de la compuerta NAND CD4011 incluyen las siguientes.

• Descodificadores
• Termostatos de seguridad
• Multiplexores
• Cerraduras digitales
• Compuertas lógicas
• Transmisores y receptores basados en AV
• Reproductores de audio
• Docks de audio portátiles
• Receptores AV
• Reproductores/grabadores MP3
• Cines en casa
• Utilizados en reproductores de Blu-Ray
• PDAs o Asistentes Digitales Personales (PDAs)

Por lo tanto, se trata de una visión general de la Ficha técnica de la puerta NAND CD4011. Este CI pertenece a la serie de CMOS CD40xx y está disponible con 4 puertas NAND independientes. Este CI de puerta NAND se utiliza ampliamente en varios circuitos eléctricos y este CI puede utilizarse como inversor lógico conectando esta puerta a la puerta NOT. Para aplicaciones de alta velocidad, este CI es apto debido al bajo tiempo de transición. Aquí hay una pregunta para ti, ¿cuáles son los diferentes paquetes de esta puerta NAND CD4011?