Casi todos los circuitos integrados (IC) tienen al menos dos pines que se conectan a los rieles de alimentación del circuito en el que están instalados. Estos se conocen como los pines de la fuente de alimentación . Sin embargo, el etiquetado de los pines varía según la familia de circuitos integrados y el fabricante.
Etiquetado típico de las clavijas de suministro | ||||
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BJT | FET | |||
Voltaje de suministro positivo | V CC / V BB | V DD | V + | V S + |
Tensión de alimentación negativa | V EE | V SS | V− | V S− |
Suelo | GND | GND | 0 | 0 |
Las etiquetas más simples son V + y V− , pero el diseño interno y las tradiciones históricas han llevado al uso de una variedad de otras etiquetas. V + y V− también pueden referirse a las entradas de voltaje no inversor (+) e inversor (-) de circuitos integrados como amplificadores operacionales .
Para las fuentes de alimentación, a veces uno de los rieles de suministro se denominará tierra (abreviado "GND"): los voltajes positivo y negativo son relativos a la tierra. En la electrónica digital, los voltajes negativos rara vez están presentes y la tierra casi siempre es el nivel de voltaje más negativo. En la electrónica analógica (por ejemplo, un amplificador de potencia de audio ), la tierra puede ser un nivel de voltaje entre el nivel de voltaje más positivo y el más negativo.
Mientras que la notación de doble subíndice , donde las letras con subíndice denotan la diferencia entre dos puntos, utiliza marcadores de posición de aspecto similar con subíndices, la notación de subíndice de voltaje de suministro de doble letra no está directamente vinculada (aunque puede haber sido un factor de influencia). [1] [2]
Historia
En los diagramas de circuitos y el análisis de circuitos, existen convenciones de larga data con respecto a la denominación de voltajes, corrientes y algunos componentes. [3] En el análisis de un transistor de unión bipolar , por ejemplo, en una configuración de emisor común , el voltaje de CC en el colector, emisor y base (con respecto a tierra) se puede escribir como V C , V E y V B , respectivamente. Resistencias asociados con estos terminales del transistor pueden ser designados R C , R E , y R B . Para crear los voltajes de CC, el voltaje más lejano, más allá de estas resistencias u otros componentes, si están presentes, a menudo se denominaba V CC , V EE y V BB . En la práctica, V CC y V EE se refieren a las líneas de alimentación más y menos respectivamente en circuitos NPN comunes . Tenga en cuenta que V CC sería negativo y V EE sería positivo en circuitos PNP equivalentes .
Se aplicaron convenciones exactamente análogas a los transistores de efecto de campo con sus terminales de drenaje, fuente y puerta. [3] Esto llevó a que V D y V S fueran creados por voltajes de suministro designados como V DD y V SS en las configuraciones de circuito más comunes . En equivalencia a la diferencia entre NPN y PNP bipolares, V DD es positivo con respecto a V SS en el caso de n -canal FETs y MOSFETs y negativo para los circuitos basados en p -channel FETs y MOSFETs.
Aunque todavía son de uso relativamente común, hay una relevancia limitada de estas designaciones de fuente de alimentación específicas del dispositivo en circuitos que usan una mezcla de elementos bipolares y FET, o en aquellos que emplean transistores NPN y PNP o ambos canales n y p FET. Este último caso es muy común en los chips modernos, que a menudo se basan en la tecnología CMOS , donde la C significa complementario, lo que significa que los pares complementarios de dispositivos de canal n y p son comunes en todas partes.
Estas convenciones de nombres eran parte de un cuadro más grande, donde, para continuar con ejemplos de transistores bipolares aunque el FET permanece completamente análoga, DC o sesgo corrientes dentro o fuera de cada terminal puede escribirse I C , I E y I B . Aparte de las condiciones de CC o polarización, muchos circuitos de transistores también procesan una señal de audio, video o radiofrecuencia más pequeña que se superpone a la polarización en los terminales. Se utilizan letras minúsculas y subíndices para referirse a estos niveles de señal en los terminales, ya sea pico a pico o RMS, según sea necesario. Entonces vemos v c , v e y v b , así como i c , i e e i b . Usando estas convenciones, en un amplificador de emisor común, la relaciónv c/v b representa la ganancia de voltaje de pequeña señal en el transistor y v c/yo bla pequeña señal trans-resistencia de la que el nombre de transistor se deriva por la contracción. En esta convención, v i y v o generalmente se refieren a los voltajes externos de entrada y salida del circuito o etapa. [3]
Se aplicaron convenciones similares a los circuitos que involucran tubos de vacío o válvulas termoiónicas como se conocían fuera de los EE. UU. Por lo tanto, vemos V P , V K y V G refiriéndose a la placa (o ánodo fuera de los EE. UU.), Cátodo (nota K , no C ) y voltajes de red en análisis de circuitos de triodo , tetrodo y pentodo de vacío . [3]
Uso moderno
Los IC de CMOS generalmente han tomado prestada la convención NMOS de V DD para positivo y V SS para negativo, aunque los rieles de suministro positivos y negativos se conectan a los terminales de origen (el suministro positivo va a las fuentes de PMOS, el suministro negativo a las fuentes de NMOS). Los circuitos integrados que usan transistores bipolares tienen pines de fuente de alimentación V CC (positivo) y V EE (negativo), aunque V CC también se usa a menudo para dispositivos CMOS.
En muchos circuitos digitales y analógicos de suministro único, la fuente de alimentación negativa también se denomina "GND". En los sistemas de suministro de "raíl dividido" hay múltiples voltajes de suministro. Ejemplos de tales sistemas incluyen teléfonos celulares modernos, con GND y voltajes como 1.2 V, 1.8 V, 2.4 V, 3.3 V y PC, con GND y voltajes como −5 V, 3.3 V, 5 V, 12 V. Los diseños sensibles a menudo tienen múltiples rieles de alimentación a un voltaje dado, utilizándolos para conservar energía al desconectar el suministro de componentes que no están en uso activo.
Los circuitos más avanzados a menudo tienen pines que transportan niveles de voltaje para funciones más especializadas y estos generalmente están etiquetados con alguna abreviatura de su propósito. Por ejemplo, V USB para el suministro entregado a un dispositivo USB (nominalmente 5 V), V BAT para una batería o V ref para el voltaje de referencia para un convertidor de analógico a digital . Los sistemas que combinan circuitos digitales y analógicos a menudo distinguen las tierras digitales y analógicas (GND y AGND), lo que ayuda a aislar el ruido digital de los circuitos analógicos sensibles. Los dispositivos criptográficos de alta seguridad y otros sistemas seguros a veces requieren fuentes de alimentación independientes para sus subsistemas sin cifrar y cifrados ( rojo / negro ) para evitar la fuga de texto plano sensible.
Ver también
- Serie 4000
- 7400 series
- Bob Widlar
- Amplificador diferencial
- Lista de circuitos integrados de la serie 4000
- Lista de circuitos integrados de la serie 7400
- Familia lógica
- Puerta lógica
- Coleccionista abierto
- Aplicaciones de amplificador operacional
- Compatibilidad con pines
Referencias
- ^ Micro E, 7. Circuitos integrados
- ^ Washington and Lee University, Lexington, VA, amplificadores operacionales: algunas configuraciones y aplicaciones estándar, otoño de 2012 [ enlace muerto permanente ]
- ^ a b c d Callejón, Charles L; Atwood, Kenneth W. (1973). Ingeniería Electrónica (Tercera ed.). Nueva York y Londres: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-02450-3.