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Circuito integrado CD4001BE con cuatro compuertas lógicas NOR de 2 entradas. Stock disponible en Curicó, despacho a todo Chile en 24-48 hrs.
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Descripción
¿Qué es el CD4001BE?
El CD4001BE es un circuito integrado monolítico que pertenece a la familia de lógica CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) de la serie 4000. Este componente es un pilar fundamental en el diseño de circuitos digitales, ya que encapsula cuatro compuertas lógicas NOR de dos entradas cada una, completamente independientes. La tecnología CMOS le confiere características excepcionales como un consumo de potencia extremadamente bajo en estado estático y un amplio rango de voltaje de operación, que va desde los 3V hasta los 18V. Esto lo hace increíblemente versátil para operar tanto con sistemas lógicos de 5V tradicionales como con microcontroladores modernos de 3.3V. La función lógica NOR es una operación universal, lo que significa que se puede utilizar para construir cualquier otra función lógica (AND, OR, NOT, XOR), convirtiendo al CD4001BE en una herramienta de prototipado y diseño muy poderosa para estudiantes, hobbistas y profesionales.
La arquitectura interna del CD4001BE se basa en la tecnología de transistores MOSFET de canal N y canal P. Cada una de las cuatro compuertas NOR está construida con una configuración simétrica de estos transistores, lo que garantiza un rendimiento estable y predecible. La designación ‘B’ en el part number (CD4001BE) indica que las salidas de las compuertas están bufferizadas. Este buffer de salida, compuesto por inversores adicionales, proporciona una mayor capacidad de corriente de salida (source y sink), una impedancia de salida uniforme y una mayor inmunidad al ruido en las transiciones lógicas. Esto mejora significativamente la robustez del circuito, permitiendo que el IC maneje cargas capacitivas más altas y se interconecte de manera fiable con otras familias lógicas sin degradar la señal.
Características Técnicas
El funcionamiento del CD4001BE se rige por la tabla de verdad de una compuerta NOR: la salida es ALTA (lógica ‘1’) únicamente cuando ambas entradas son BAJAS (lógica ‘0’). Si una o ambas entradas están en estado ALTO, la salida será BAJA. Este dispositivo se caracteriza por tener tiempos de propagación estandarizados y simétricos, típicamente de 60 ns (@ VDD=10V, CL=50pF), pudiendo llegar hasta 250ns a 5V dependiendo de la carga capacitiva. Su alta inmunidad al ruido, que puede llegar hasta el 45% del voltaje de alimentación, lo hace ideal para entornos eléctricamente ruidosos. Además, todas las entradas están protegidas contra descargas estáticas (ESD) mediante diodos de clamp a VDD y VSS, aumentando su durabilidad durante la manipulación y montaje.
Especificaciones Eléctricas
| Parámetro | Valor Típico |
|---|---|
| Voltaje de operación (Vdd) | 3V a 18V |
| Corriente de reposo (Quiescent Current) @ 5V | 10 nA (típ.), 0.25 µA (máx.) |
| Voltaje de entrada Nivel ALTO (V_IH) | Mín. 0.7 x Vdd |
| Voltaje de entrada Nivel BAJO (V_IL) | Máx. 0.3 x Vdd |
| Voltaje de salida Nivel ALTO (V_OH) | ≈ Vdd |
| Voltaje de salida Nivel BAJO (V_OL) | ≈ 0V (Vss) |
| Tiempo de propagación (t_PD) @ 10V, 50pF | 60 ns (típico) |
| Capacidad de corriente de salida (Sink/Source) @ 10V | ±1.3 mA (típico) |
Comunicación y Pinout
| Pin | Función | Descripción |
|---|---|---|
| 1 | IN A1 | Entrada 1 de la compuerta A |
| 2 | IN A2 | Entrada 2 de la compuerta A |
| 3 | OUT A | Salida de la compuerta A |
| 4 | OUT B | Salida de la compuerta B |
| 5 | IN B1 | Entrada 1 de la compuerta B |
| 6 | IN B2 | Entrada 2 de la compuerta B |
| 7 | VSS | Tierra (0V) |
| 8 | IN C1 | Entrada 1 de la compuerta C |
| 9 | IN C2 | Entrada 2 de la compuerta C |
| 10 | OUT C | Salida de la compuerta C |
| 11 | OUT D | Salida de la compuerta D |
| 12 | IN D1 | Entrada 1 de la compuerta D |
| 13 | IN D2 | Entrada 2 de la compuerta D |
| 14 | VDD | Alimentación positiva (3V a 18V) |
Dimensiones y Ambiente
| Característica | Valor |
|---|---|
| Dimensiones (Encapsulado DIP-14) | 19.3mm x 6.35mm x 3.3mm (aprox.) |
| Separación entre pines (Pitch) | 2.54 mm (0.1″) |
| Temperatura de trabajo | -55°C a 125°C |
| Grado IP | N/A (componente para montaje en PCB) |
Aplicaciones
- Implementación de lógica combinacional y secuencial.
- Construcción de osciladores de relajación y generadores de pulsos.
- Diseño de Flip-Flops tipo SR, Latches y registros de memoria básicos.
- Circuitos de acondicionamiento de señal y conformadores de pulso (Schmitt trigger).
- Decodificadores, multiplexores y demultiplexores.
- Proyectos educativos de electrónica digital y álgebra de Boole.
- Lógica de control en sistemas embebidos y automatización simple.
Preguntas Frecuentes
¿Puedo reemplazar un 74LS02 (TTL NOR) con un CD4001BE?
No directamente. Aunque ambos son compuertas NOR cuádruples, pertenecen a familias lógicas distintas (TTL vs. CMOS). Tienen diferentes requerimientos de voltaje, niveles lógicos y pinouts. Un reemplazo requeriría un rediseño del circuito, posiblemente con conversores de nivel lógico y una reasignación de pines.
¿Qué significa la ‘B’ en CD4001BE?
La letra ‘B’ indica que el dispositivo pertenece a la serie ‘Buffered’ (bufferizada). Esto significa que cada salida de compuerta tiene una etapa de amplificación adicional que le confiere una mayor capacidad de corriente, una impedancia de salida más consistente y una mayor inmunidad al ruido, mejorando la integridad de la señal en comparación con la serie ‘A’ (Unbuffered).
¿Qué debo hacer con las entradas de las compuertas que no utilizo?
Es una práctica de diseño crucial en CMOS nunca dejar entradas flotantes (sin conectar). Una entrada flotante puede captar ruido y hacer que el transistor de entrada oscile, aumentando drásticamente el consumo de energía y causando un comportamiento errático. Las entradas no utilizadas deben conectarse a un nivel lógico definido, ya sea VDD (alto) o VSS (bajo), directamente o a través de una resistencia.
¿Es compatible con microcontroladores de 3.3V como el ESP32?
Sí, una de las grandes ventajas del CD4001BE es su amplio rango de voltaje. Si alimentas el CD4001BE con 3.3V, sus niveles lógicos de entrada y salida serán totalmente compatibles con los de un ESP32 o una Raspberry Pi. De igual forma, si lo alimentas con 5V, será compatible con un Arduino UNO.
Mejora tu proyecto
Para sacar el máximo provecho al CD4001BE en tus diseños y prototipos, te recomendamos los siguientes complementos:
- Zócalo DIP-14: Facilita la inserción y extracción del circuito integrado sin necesidad de soldarlo, ideal para prototipos y para proteger el componente del calor.
- Protoboard de 830 puntos: La herramienta esencial para montar y probar tus circuitos digitales de forma rápida y sin soldadura.
- Fuente de Alimentación para Protoboard 3.3V/5V: Proporciona un voltaje estable y regulado, seleccionable entre 3.3V y 5V, perfecto para alimentar tus proyectos lógicos.
Información adicional
| Familia Lógica | CD4000 |
|---|---|
| Tipo Lógica | NOR Cuádruple 2-Entradas |
| Voltaje Operación | 3V a 18V DC |
| Encapsulado | DIP-14 |
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