Electrónica digital


La electrónica digital es un campo de la electrónica que involucra el estudio de señales digitales y la ingeniería de dispositivos que las usan o las producen. Esto contrasta con la electrónica analógica y las señales analógicas .

Los circuitos electrónicos digitales suelen estar hechos de grandes conjuntos de puertas lógicas , a menudo empaquetados en circuitos integrados . Los dispositivos complejos pueden tener representaciones electrónicas simples de funciones lógicas booleanas . [1]

El sistema numérico binario fue refinado por Gottfried Wilhelm Leibniz (publicado en 1705) y también estableció que al usar el sistema binario, los principios de la aritmética y la lógica podían unirse. La lógica digital tal como la conocemos fue idea de George Boole a mediados del siglo XIX. En una carta de 1886, Charles Sanders Peirce describió cómo los circuitos de conmutación eléctrica podían llevar a cabo operaciones lógicas. [2] Con el tiempo, los tubos de vacío reemplazaron a los relés para las operaciones lógicas. La modificación de Lee De Forest de la válvula Fleming en 1907 podría usarse como una compuerta AND . Luis Wittgensteinintrodujo una versión de la tabla de verdad de 16 filas como la proposición 5.101 de Tractatus Logico-Philosophicus (1921). Walther Bothe , inventor del circuito de coincidencia , compartió el Premio Nobel de física de 1954 por crear la primera puerta AND electrónica moderna en 1924.

Las computadoras analógicas mecánicas comenzaron a aparecer en el primer siglo y luego se usaron en la era medieval para cálculos astronómicos. En la Segunda Guerra Mundial , las computadoras analógicas mecánicas se utilizaron para aplicaciones militares especializadas, como calcular la puntería de torpedos. Durante este tiempo se desarrollaron las primeras computadoras digitales electrónicas, y George Stibitz propuso el término digital en 1942 . Originalmente tenían el tamaño de una habitación grande y consumían tanta energía como varios cientos de PC modernas . [3]

El Z3 era una computadora electromecánica diseñada por Konrad Zuse . Terminada en 1941, fue la primera computadora digital completamente automática y programable del mundo. [4] Su funcionamiento fue facilitado por la invención del tubo de vacío en 1904 por John Ambrose Fleming .

Al mismo tiempo que el cálculo digital reemplazó al analógico, los elementos de circuitos puramente electrónicos pronto reemplazaron a sus equivalentes mecánicos y electromecánicos. John Bardeen y Walter Brattain inventaron el transistor de contacto puntual en Bell Labs en 1947, seguido por William Shockley que inventó el transistor de unión bipolar en Bell Labs en 1948. [5] [6]


Electrónica digital
Un controlador digital industrial
Un reloj binario , cableado a mano en placas de pruebas.
Un contador de anillo de 4 bits que usa flip flops tipo D es un ejemplo de lógica síncrona. Cada dispositivo está conectado a la señal del reloj y se actualizan juntos.
Ejemplo de un circuito simple con una salida de conmutación. El inversor forma la lógica combinacional en este circuito y el registro mantiene el estado.
Microprocesador Intel 80486DX2