Circuito Integrado Flip Flop SN74LS107AN
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Circuito Integrado Flip Flop SN74LS107N
El SN74LS107AN es un flip-flop que cambia su estado cuando la señal de entrada cambia de alta a baja. Para asegurar un funcionamiento predecible, las entradas J y K deben estar estables antes de este cambio. Cuando la señal de borrado está baja, el flip-flop se reinicia, haciendo que la salida Q sea baja y la salida complementaria Q’ sea alta.
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Descripción
Descripción
El SN74LS107AN es un flip-flop utilizado en electrónica digital que responde a cambios específicos en la señal de entrada, activándose cuando la señal pasa de alta a baja. Para garantizar su funcionamiento correcto, las entradas J y K deben estar estables antes de este cambio. Tiene una entrada de borrado que, cuando se activa, reinicia el flip-flop, estableciendo la salida principal en bajo y la salida complementaria en alto. En resumen, el SN74LS107AN es un componente electrónico crucial que almacena información digital y garantiza un comportamiento predecible en los circuitos donde se utiliza.
- Voltaje de entrada 7V
- Voltaje de entrada de alto nivel 2V
- Tensión de entrada de bajo voltaje 0.8V
Especificaciones
- Tipo de Flip-Flop: JK
- Tipo circuito lógico: Buffer, no inversión
- Tipo de trigger: Positive Edge
- Tipo de salida: Complementario, diferencial
- Retardo de propagación: 15 ns
- Tensión de alimentación mínima: 4.75 V
- Tensión de alimentación máxima: 5.25 V
- Frecuencia: 30 MHz
- Corriente de salida: 8 mA
- Temperatura de operación mínima: 0°C
- Temperatura de operación máxima: 70°C
Preguntas Frecuentes
¿Este flip-flop se activa con el flanco de subida (positivo) o de bajada (negativo) del reloj?
Esta es una aclaración técnica fundamental. A pesar de que la tabla de especificaciones pueda indicar «Positive Edge», el circuito integrado SN74LS107A se activa con el flanco de bajada (Negative Edge Trigger) de la señal de reloj (CLK), tal como lo confirma la hoja de datos (datasheet) del fabricante.
Esto significa que el estado de las salidas (Q y Q’) se actualizará en el preciso instante en que la señal de reloj cambia de un nivel ALTO a un nivel BAJO. Es crucial tener esto en cuenta para la sincronización de tu circuito.
¿Qué diferencia clave hay entre este flip-flop JK (SN74LS107A) y uno tipo D (como el 74LS74)?
La diferencia principal radica en su función y versatilidad:
- Un Flip-Flop Tipo D (Data), como el 74LS74, es una memoria de un bit. Su función es simple: captura y almacena el valor que está en su entrada D en el momento del flanco de reloj. Es perfecto para registros de datos y sincronización.
- Un Flip-Flop Tipo JK (este modelo) es mucho más versátil. Basado en los valores de sus entradas J y K, puede:
- Mantener el estado actual (J=0, K=0).
- Poner a 1 (Set) la salida (J=1, K=0).
- Poner a 0 (Reset) la salida (J=0, K=1).
- Conmutar (Toggle) la salida a su estado inverso (J=1, K=1).
Esta capacidad de «toggle» es la que hace al flip-flop JK la elección ideal para construir contadores y divisores de frecuencia.
¿Para qué tipo de proyectos de lógica digital es más adecuado el SN74LS107A?
Este circuito integrado es un bloque de construcción clásico para una variedad de circuitos de lógica secuencial. Es ideal para:
-
- Divisores de Frecuencia: Al configurar J=1 y K=1, la salida Q conmutará en cada flanco de bajada del reloj, dividiendo efectivamente la frecuencia de la señal de reloj por 2. Puedes conectar varios en cascada para dividir por 4, 8, 16, etc.
- Contadores Asíncronos (Ripple Counters): Conectando la salida Q de un flip-flop a la entrada de reloj del siguiente, puedes construir contadores binarios de forma muy sencilla.
– Registros de Desplazamiento Simples y Máquinas de Estado: Para almacenar y manipular estados lógicos en sistemas digitales de hardware donde la velocidad y el comportamiento determinista son críticos.
¿Cómo se debe conectar este chip para usarlo con un Arduino UNO (5V) o un ESP32 (3.3V)?
El SN74LS107A pertenece a la familia lógica TTL, que opera a 5V. La compatibilidad es la siguiente:
-
- Con Arduino UNO (5V): Es directamente compatible. Puedes conectar los pines de salida de 5V del Arduino a las entradas (J, K, CLK, CLR) del 74LS107A sin problemas.
– Con ESP32 / Raspberry Pi Pico (3.3V): No es directamente compatible y requiere un conversor de nivel lógico. Los pines de un ESP32 no son tolerantes a 5V. Conectar la salida de 8mA/5V del 74LS107A a una entrada de un ESP32 puede dañarlo. Debes usar un conversor de nivel lógico bidireccional para traducir las señales entre ambos voltajes.
Importante: Para un funcionamiento estable en cualquier prototipo, es indispensable colocar un condensador de desacoplo de 0.1µF (100nF) entre los pines de alimentación (VCC y GND) del chip, lo más cerca posible de él.
¿Qué significa la entrada de ‘Clear’ (CLR) y por qué es «asíncrona»?
La entrada de Clear (CLR) en este chip es un reinicio asíncrono y activo a nivel bajo.
- Asíncrono: Significa que su efecto es inmediato y no depende de la señal de reloj. Funciona en cualquier momento, independientemente de los pulsos de CLK.
- Activo a Nivel Bajo: Para activar la función de borrado, debes llevar el pin CLR a un estado BAJO (LOW) o conectarlo a tierra (GND). Esto forzará la salida Q a 0 y la salida Q’ a 1, sin importar el estado de las otras entradas.
Su propósito es inicializar el flip-flop a un estado conocido al encender el sistema o para manejar una condición de reseteo general.
¿Con una corriente de salida de 8mA, qué tipo de cargas puedo controlar directamente?
La corriente de salida de 8mA (I_OL) es suficiente para controlar otras cargas lógicas, pero no para cargas de potencia. Puedes controlar de forma segura:
- La entrada de otro chip lógico de la familia 74LS o 74HC.
- Un LED estándar (3mm o 5mm), siempre a través de una resistencia limitadora de corriente apropiada (ej. 330Ω para un LED rojo/verde con una fuente de 5V).
- La base de un pequeño transistor NPN (ej. 2N2222). Esta es la forma correcta de usar el flip-flop para controlar una carga de mayor potencia como un relé, un motor o una tira de LEDs. El flip-flop controla el transistor, y el transistor controla la carga.
No debes conectar directamente a la salida un relé, motor, o cualquier dispositivo que consuma más de 8mA.
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