CD4093
¿Qué es el CD4093?
El CD4093 es un circuito integrado CMOS que contiene cuatro compuertas NAND independientes con disparador Schmitt (Schmitt Trigger). Este chip es muy popular en proyectos de electrónica porque ayuda a "limpiar" señales ruidosas y convertir señales analógicas en digitales limpias.
Características Principales
| Característica | Valor | Explicación |
|---|---|---|
| Tipo de compuerta | NAND con Schmitt Trigger | Invierte la lógica AND y tiene histéresis para mayor inmunidad al ruido |
| Número de compuertas | 4 independientes | Puedes usar cada compuerta por separado en tu circuito |
| Tecnología | CMOS | Bajo consumo de energía y alta inmunidad al ruido |
| Encapsulado | DIP-14 (más común) | 14 pines, fácil de usar en protoboard |
Pinout - Distribución de Pines
| Pin | Nombre | Función | Descripción |
|---|---|---|---|
| 1 | 1A | Entrada | Entrada A de la primera compuerta NAND |
| 2 | 1B | Entrada | Entrada B de la primera compuerta NAND |
| 3 | 1Y | Salida | Salida de la primera compuerta NAND |
| 4 | 2Y | Salida | Salida de la segunda compuerta NAND |
| 5 | 2A | Entrada | Entrada A de la segunda compuerta NAND |
| 6 | 2B | Entrada | Entrada B de la segunda compuerta NAND |
| 7 | VSS | Alimentación | Tierra (0V) - conectar al negativo |
| 8 | 3A | Entrada | Entrada A de la tercera compuerta NAND |
| 9 | 3B | Entrada | Entrada B de la tercera compuerta NAND |
| 10 | 3Y | Salida | Salida de la tercera compuerta NAND |
| 11 | 4Y | Salida | Salida de la cuarta compuerta NAND |
| 12 | 4B | Entrada | Entrada B de la cuarta compuerta NAND |
| 13 | 4A | Entrada | Entrada A de la cuarta compuerta NAND |
| 14 | VDD | Alimentación | Voltaje positivo (3V a 18V) |
Tabla de Verdad - Compuerta NAND
| Entrada A | Entrada B | Salida Y | Explicación |
|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 | Si ambas entradas son bajas, la salida es alta |
| 0 | 1 | 1 | Si una entrada es baja, la salida es alta |
| 1 | 0 | 1 | Si una entrada es baja, la salida es alta |
| 1 | 1 | 0 | Solo cuando ambas entradas son altas, la salida es baja |
Recuerda: La compuerta NAND es lo opuesto a AND. Mientras que AND da 1 solo cuando ambas entradas son 1, NAND da 0 solo cuando ambas entradas son 1.
¿Qué es el Schmitt Trigger?
El disparador Schmitt es una característica especial que hace que el CD4093 sea muy útil:
- Histéresis: Tiene dos voltajes de umbral diferentes - uno para subir (VT+) y otro para bajar (VT-)
- Inmunidad al ruido: Las señales ruidosas no causan oscilaciones en la salida
- Señales limpias: Convierte señales analógicas lentas en digitales rápidas y limpias
Ejemplo práctico: Si alimentas con 5V, cuando el voltaje de entrada sube y pasa de 3.25V, la salida cambia. Pero cuando baja, tiene que bajar hasta 1.75V para que la salida cambie de nuevo. Esta "memoria" evita que el ruido cause cambios no deseados.
Aplicaciones Comunes
- Acondicionamiento de señales: Limpiar señales de sensores ruidosos
- Osciladores: Crear generadores de pulsos y relojes
- Detectores de umbral: Activar circuitos cuando se alcanza cierto voltaje
- Antirrebote de pulsadores: Eliminar rebotes mecánicos de interruptores
- Conversores analógico-digital simples: Convertir señales analógicas a digitales
- Temporizadores: En combinación con resistencias y capacitores
Consejos de Uso
- Alimentación: Usa capacitores de desacoplo (0.1µF) cerca del pin VDD
- Entradas no usadas: Conecta las entradas no utilizadas a VDD o VSS, nunca las dejes flotando
- Salidas no usadas: Las salidas no utilizadas pueden dejarse sin conectar
- Voltaje de entrada: No excedas el voltaje de alimentación en las entradas
- Protección ESD: Maneja con cuidado para evitar descargas electrostáticas
Equivalentes y Sustitutos
| Fabricante | Número de Parte | Notas |
|---|---|---|
| Texas Instruments | CD4093B, SN74HC132 | Pin compatible, mismas funciones |
| Fairchild | MM74HC132 | Versión HC más rápida |
| NXP | HEF4093B | Equivalente directo |
| STMicroelectronics | M74HC132 | Compatible, tecnología HC |
Resumen de Ventajas
- Alta inmunidad al ruido gracias al Schmitt Trigger
- Bajo consumo debido a la tecnología CMOS
- Amplio rango de voltaje de operación (3V-18V)
- Fácil de usar en protoboard y PCB
- Versátil para múltiples aplicaciones
- Económico y ampliamente disponible