pin de alimentación del circuito integrado

Los pines de alimentación de los circuitos integrados (CI) son terminales de suministro de voltaje y corriente que se encuentran en los CI en ingeniería eléctrica , ingeniería electrónica y diseño de circuitos integrados . ^{[ a ]} Los CI tienen al menos dos pines que se conectan a los rieles de alimentación del circuito en el que están instalados. Estos se conocen como pines de alimentación . Sin embargo, el etiquetado de los pines varía según la familia del CI y el fabricante. La notación de doble subíndice generalmente corresponde a una primera letra en la notación de los terminales de una familia de CI determinada (transistores) (por ejemplo, VDD _{alimentación} para un terminal de drenaje en FET, etc.).

Las etiquetas más sencillas son V+ y V− , pero el diseño interno y las tradiciones históricas han llevado al uso de diversas etiquetas adicionales. V+ y V− también pueden referirse a las entradas de voltaje no inversora (+) e inversora (−) de circuitos integrados como los amplificadores operacionales .

En las fuentes de alimentación, a veces uno de los rieles de alimentación se denomina tierra (abreviado "GND") ; los voltajes positivos y negativos son relativos a la tierra. En la electrónica digital, los voltajes negativos rara vez están presentes, y la tierra casi siempre representa el nivel de voltaje más bajo. En la electrónica analógica (por ejemplo, un amplificador de potencia de audio ), la tierra puede ser un nivel de voltaje intermedio entre el nivel de voltaje más positivo y el más negativo.

Si bien la notación de doble subíndice , donde las letras subíndice indican la diferencia entre dos puntos, utiliza marcadores de posición de aspecto similar con subíndices, la notación de subíndice de voltaje de alimentación de doble letra no está directamente vinculada (aunque puede haber sido un factor influyente). ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Transformadores bipolares

Los circuitos integrados que utilizan transistores de unión bipolar tienen pines de alimentación V _CC (+, positivo) y V _EE (-, negativo) , aunque V _CC también se usa con frecuencia para dispositivos CMOS. ^[²^]^:⁷¹

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. ^{[ 5 ]} 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.

Las resistencias asociadas a estos terminales de transistor pueden designarse como R _C , R _E y R _B . Para generar las tensiones de CC, la tensión más alejada, más allá de estas resistencias u otros componentes si los hubiera, se denominaba a menudo V _CC , V _EE y V _BB . ^{[ 1 ]} En la práctica, V _CC y V _EE se refieren a las líneas de alimentación positiva y negativa, respectivamente, en los circuitos NPN comunes . Cabe señalar que V _CC sería negativa y V _EE sería positiva en los circuitos PNP equivalentes .

La V _BB especifica la tensión de alimentación de polarización de referencia en la lógica ECL. ^{[ d ]}

Transistores de efecto de campo (FET)

Se aplicaron convenciones análogas a los transistores de efecto de campo con sus terminales de drenaje, fuente y puerta. ^{[ 5 ]} Esto llevó a que V _D y V _S se crearan mediante tensiones de alimentación designadas V _DD y V _SS en las configuraciones de circuito más comunes . De forma equivalente a la diferencia entre bipolares NPN y PNP, V _DD es positivo con respecto a V _SS en el caso de FET y MOSFET de canal n y negativo para circuitos basados en FET y MOSFET de canal p .

CMOS

Los circuitos integrados CMOS generalmente han adoptado la convención NMOS de V _DD para positivo y V _SS para negativo, aunque tanto los rieles de alimentación positivos como los negativos se conectan a los terminales de fuente (la alimentación positiva va a las fuentes PMOS, la alimentación negativa a las fuentes NMOS).

En muchos circuitos digitales y analógicos de alimentación única, la alimentación negativa también se denomina "GND". En los sistemas de alimentación de "riel dividido" existen múltiples voltajes de alimentación. Ejemplos de estos sistemas incluyen los teléfonos móviles modernos, con GND y voltajes como 1,2 V, 1,8 V, 2,4 V y 3,3 V, y los ordenadores personales, con GND y voltajes como -5 V, 3,3 V, 5 V y 12 V. Los diseños sensibles a la potencia suelen tener múltiples rieles de alimentación a un voltaje determinado, utilizándolos para ahorrar energía al desconectar la alimentación de los componentes que no están en uso.

Los circuitos más avanzados suelen tener pines que transportan niveles de voltaje para funciones más especializadas, y estos generalmente se etiquetan con alguna abreviatura de su propósito. Por ejemplo, V _USB para la alimentación suministrada a un dispositivo USB (nominalmente 5 V), V _BAT para una batería o V _ref para el voltaje de referencia de un convertidor analógico-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 separadas para sus subsistemas sin cifrar y cifrados ( rojo/negro ) para evitar la fuga de texto plano sensible.

Transistores BJT y FET combinados

Aunque todavía se usan con relativa frecuencia, estas designaciones de fuente de alimentación específicas para cada dispositivo tienen una relevancia limitada en circuitos que utilizan una mezcla de elementos bipolares y FET, o en aquellos que emplean transistores NPN y PNP, o FET de canal n y p . Este último caso es muy común en los chips modernos, que a menudo se basan en tecnología CMOS , donde la C significa complementario , lo que implica que los pares complementarios de dispositivos de canal n y p son comunes en todo el circuito.

Estas convenciones de nomenclatura formaban parte de un panorama más amplio, donde, para continuar con los ejemplos de transistores bipolares, aunque el FET sigue siendo completamente análogo, las corrientes de CC o de polarización que entran o salen de cada terminal se pueden escribir como I _C , I _E e I _B . Además de las condiciones de CC o de polarización, muchos circuitos de transistores también procesan una señal de audio, vídeo 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. Así vemos v _c , v _e y v _b , así como i _c , i _e e i _b . Utilizando estas convenciones, en un amplificador de emisor común, la relación v _c / v _b representa la ganancia de voltaje de pequeña señal en el transistor, y v _c / i _b la transresistencia de pequeña señal , de la cual se deriva el nombre transistor por contracción. En esta convención, v _i y v _o generalmente se refieren a los voltajes de entrada y salida externos del circuito o etapa. ^{[ 5 ]}

Se aplicaron convenciones similares a los circuitos que involucraban tubos de vacío o válvulas termoiónicas , como se las conocía fuera de los EE. UU. Por lo tanto, vemos V _P , V _K y V _G que se refieren a los voltajes de placa (o ánodo fuera de los EE. UU.), cátodo (nótese K , no C ) y rejilla en los análisis de circuitos de triodo , tetrodo y pentodo de vacío . ^{[ 5 ]}

Véase también

Notas

↑ En relación con "voltaje y corriente".^{[ 1 ]}^{: 1-5–1-6}
↑ Usado por convención.^{[ 2 ]}^{: 71}^{[ 1 ]}^{: 1-5–1-6}
↑ Significa la energía suministrada desde la fuente de alimentación hacia el convertidor de potencia, como el convertidor reductor, etc.
↑ Esto se utiliza específicamente en dispositivos de lógica acoplada por emisor (ECL) TTL. La definición en sí se toma de un libro de Motorola sobre ECL militar (MECL).^{[ 1 ]}^{: 15–1-6}

Referencias

1 2 3 4 Circuitos integrados militares MECL . Motorola. 1991. OCLC 27018658 .
1 2 Horowitz, Paul (2015). El arte de la electrónica . Winfield Hill (3.ª ed.). Nueva York, NY, EE. UU. ISBN 978-0-521-80926-9OCLC 904400036 {{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )
↑ Micro E, 7. Circuitos integrados .
↑ Amplificadores operacionales: algunas configuraciones y aplicaciones estándar, otoño de 2012. UniversidadWashington and Lee, Lexington, VA.
1 2 3 4 Alley, Charles L.; Atwood, Kenneth W. (1973). Ingeniería electrónica (Tercera ed.). Nueva York y Londres: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-02450-3.

[2] En relación con "voltaje y corriente".^{[ 1 ]}^{: 1-5–1-6}

[4] Usado por convención.^{[ 2 ]}^{: 71}^{[ 1 ]}^{: 1-5–1-6}

[5] Significa la energía suministrada desde la fuente de alimentación hacia el convertidor de potencia, como el convertidor reductor, etc.

[9] Esto se utiliza específicamente en dispositivos de lógica acoplada por emisor (ECL) TTL. La definición en sí se toma de un libro de Motorola sobre ECL militar (MECL).^{[ 1 ]}^{: 15–1-6}

[:1-1] 1 2 3 4 Circuitos integrados militares MECL . Motorola. 1991. OCLC 27018658 .

[:0-3] 1 2 Horowitz, Paul (2015). El arte de la electrónica . Winfield Hill (3.ª ed.). Nueva York, NY, EE. UU. ISBN 978-0-521-80926-9OCLC 904400036 {{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace )

[6] Micro E, 7. Circuitos integrados .

[7] Amplificadores operacionales: algunas configuraciones y aplicaciones estándar, otoño de 2012. UniversidadWashington and Lee, Lexington, VA.

[AlleyAtwood-8] 1 2 3 4 Alley, Charles L.; Atwood, Kenneth W. (1973). Ingeniería electrónica (Tercera ed.). Nueva York y Londres: John Wiley & Sons, Inc. ISBN 0-471-02450-3.

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