Compuerta Lógica Cuádruple NAND 2 Entradas CD4011BE DIP-14 CMOS CD4011

¿Qué es?

El CD4011BE es un circuito integrado combinacional monolítico de tecnología CMOS (Serie 4000B) que contiene cuatro compuertas lógicas NAND independientes de 2 entradas en un encapsulado DIP-14. En cada compuerta, la salida pasa a nivel bajo (0 lógico) únicamente cuando ambas entradas se encuentran en nivel alto (1 lógico); ante cualquier otra combinación de entradas, la salida se mantiene en nivel alto. Al pertenecer a la serie CMOS con salidas amortiguadas (buffered - serie B), ofrece un rango de voltaje de alimentación flexible de 3 V a 18 V DC, un consumo de corriente estática casi nulo y una elevada inmunidad al ruido eléctrico.

Especificaciones técnicas:

• Fabricante: Texas Instruments

• Modelo / Referencia: CD4011BE (CD4011 / CD4011B / HCF4011 / HEF4011)

• Tecnología / Familia lógica: CMOS Serie 4000B (salidas simétricas amortiguadas)

• Función lógica: Cuádruple compuerta NAND de 2 entradas (Quad 2-Input NAND Gate)

• Cantidad de compuertas: 4 compuertas independientes

• Encapsulado: DIP-14 plástico (Through-Hole para protoboard / PCB)

• Rango de voltaje de alimentación (VDD): 3.0 V a 18 V DC (recomendado: 5 V, 10 V o 15 V)

• Voltaje máximo absoluto de alimentación: -0.5 V a +20 V DC

• Pines de alimentación estándar: Pin 14 (VDD / Voltaje positivo) y Pin 7 (VSS / Tierra / GND)

• Consumo de corriente en reposo: Típicamente menor a 1 µA (ultrabajo consumo)

• Inmunidad al ruido: Típicamente el 45% de VDD

• Corriente de salida (IOH / IOL): Típica de ±1 mA a 5 V (hasta ±4 mA a 15 V)

• Tiempo de retardo de propagación: Típico 60 ns a VDD = 10 V (125 ns a VDD = 5 V)

• Rango de temperatura de operación: -55°C a +125°C

¿Para qué sirve?

• Implementación de cualquier función lógica booleana (NAND es una compuerta universal; puede sustituir inversores NOT, compuertas AND, OR, NOR y XOR).

• Osciladores de reloj básicos astables y circuitos monoestables (temporizadores) con solo un resistor y un capacitor.

• Circuitos antirrebote para pulsadores mecánicos y cerrojos tipo SR Latch con retroalimentación cruzada.

• Detectores de umbral de nivel y acondicionamiento de señales en sistemas portátiles.

• Proyectos y laboratorios de electrónica digital, lógica combinacional y circuitos a batería de 9 V o 12 V sin reguladores.

¿Qué problema te soluciona?

• Funciona directo con baterías de 9V y 12V: No depende de los 5.0 V estrictos de la familia TTL (como el 74LS00), pudiendo conectarse a fuentes automotrices de 12 V o pilas de 9 V sin componentes reguladores adicionales.

• Compuerta universal por excelencia: Al interconectar sus pines permite sustituir prácticamente cualquier otra compuerta lógica básica si no tienes stock de otros modelos a mano.

• Consumo ultra bajo: Ideal para dispositivos a batería que deben permanecer encendidos sin agotar la carga.

• Alta inmunidad al ruido: Soporta fluctuaciones e interferencias electromagnéticas generadas por conmutación de cargas inductivas sin provocar falsos disparos.

• Inserción cómoda: Su formato Through-Hole DIP-14 encaja con firmeza en protoboards, zócalos o placas PCB perforadas.

Preguntas frecuentes:

❓ ¿Cuáles son los pines de alimentación VDD y VSS del CD4011?

Utiliza la distribución estándar de 14 pines de la serie 4000:

• Pin 14 = VDD (Alimentación positiva: +3 V a +18 V DC).

• Pin 7 = VSS (Tierra / Masa común / 0 V).

❓ ¿Cuál es la tabla de verdad de la compuerta NAND?

Para cualquiera de sus cuatro compuertas (Entradas A, B y Salida Y):

• A = 0, B = 0: Salida Y = 1 (Nivel alto / VDD)

• A = 0, B = 1: Salida Y = 1 (Nivel alto / VDD)

• A = 1, B = 0: Salida Y = 1 (Nivel alto / VDD)

• A = 1, B = 1: Salida Y = 0 (Nivel bajo / 0 V)

❓ ¿Cómo se conecta una compuerta del CD4011 para que funcione como un inversor (NOT)?

Solo debes unir sus dos entradas (por ejemplo, pines 1 y 2) e ingresar la señal por esa unión; la salida (pin 3) funcionará como un inversor. También puedes conectar una entrada fija a VDD (+V) y aplicar la señal en la otra entrada.

❓ ¿Qué se debe hacer con las entradas de las compuertas que no se usen?

⚠️ En circuitos integrados CMOS, nunca se deben dejar entradas sin conectar (flotantes). Toda entrada no utilizada debe conectarse a VDD (+V) o a VSS (GND) para evitar oscilaciones parásitas, consumo excesivo de corriente y generación de calor innecesario.

❓ ¿En qué se diferencia el CD4011 del 74LS00?

• El CD4011 (CMOS) opera en un rango de 3 V a 18 V y consume corriente insignificante en estado estático, aunque su conmutación es más lenta.

• El 74LS00 (TTL) trabaja únicamente a 5 V ± 0.25 V, conmuta con mayor velocidad (alrededor de 10 ns) pero consume significativamente más corriente.

  (Importante: la asignación de pines entre el CD4011 y el 74LS00 es diferente).

❓ ¿Cuál es la distribución completa de pines (pinout) del CD4011?

• Pin 1: Entrada A (Compuerta 1)

• Pin 2: Entrada B (Compuerta 1)

• Pin 3: Salida Y (Compuerta 1)

• Pin 4: Salida Y (Compuerta 2)

• Pin 5: Entrada A (Compuerta 2)

• Pin 6: Entrada B (Compuerta 2)

• Pin 7: VSS (Tierra / 0 V)

• Pin 8: Entrada A (Compuerta 3)

• Pin 9: Entrada B (Compuerta 3)

• Pin 10: Salida Y (Compuerta 3)

• Pin 11: Salida Y (Compuerta 4)

• Pin 12: Entrada A (Compuerta 4)

• Pin 13: Entrada B (Compuerta 4)

• Pin 14: VDD (Alimentación positiva +3 V a +18 V)