Sumador Binario Completo 4 Bits CD4008BE DIP-16 CMOS RCA CD4008

¿Qué es?

El CD4008BE es un circuito integrado combinacional aritmético de tecnología CMOS (Serie 4000B) que realiza la suma binaria completa de dos palabras de 4 bits (entradas A1-A4 y B1-B4) junto con un bit de acarreo de entrada (CIN / C0). Incorpora un circuito de acarreo anticipado (Look-Ahead Carry) en su interior, lo que agiliza significativamente el cálculo del acarreo de salida (COUT) en comparación con sumadores en cascada simple. Al pertenecer a la familia CMOS serie 4000, opera en un rango amplio de tensión de 3 V a 18 V DC, consume corriente estática prácticamente despreciable y cuenta con una alta inmunidad a interferencias y ruido eléctrico.

Especificaciones técnicas:

• Fabricante / Origen de diseño: RCA / Texas Instruments

• Modelo / Referencia: CD4008BE (CD4008 / CD4008B / HCF4008 / HEF4008)

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

• Función lógica: Sumador binario completo de 4 bits con acarreo anticipado (4-Bit Binary Full Adder)

• Capacidad de cálculo: Suma de 4 bits (A) + 4 bits (B) + Carry In (CIN)

• Entradas de operandos: 4 bits para A (A1, A2, A3, A4) y 4 bits para B (B1, B2, B3, B4)

• Entrada de acarreo: 1 bit CIN (activo en nivel alto)

• Salidas de suma: 4 salidas en paralelo (S1, S2, S3, S4)

• Salida de acarreo: 1 bit de desbordamiento COUT (activo en nivel alto)

• Encapsulado: DIP-16 plástico (Through-Hole para protoboard / PCB)

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

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

• Pines de alimentación: Pin 16 (VDD / Voltaje positivo) y Pin 8 (VSS / Tierra / GND)

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

• Inmunidad al ruido: Típicamente el 45% de VDD

• Tiempo de retardo de propagación: Típico 80 ns a VDD = 10 V (160 ns a VDD = 5 V)

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

¿Para qué sirve?

• Bloques aritméticos y unidades aritmético-lógicas (ALU) en sistemas discretos de baja velocidad y bajo consumo.

• Circuitos sumadores/restadores en complemento a dos combinados con compuertas XOR CMOS (CD4070).

• Conversores de código binario a decimal BCD.

• Equipos a batería de 9 V o 12 V que requieren procesamiento aritmético simple sin emplear reguladores reductores a 5 V.

• Prácticas académicas y laboratorios de electrónica digital sobre aritmética binaria y tecnología CMOS.

¿Qué problema te soluciona?

• Funciona directo con baterías de 9V y 12V: No requiere estar restringido a fuentes estabilizadas de 5 V como los sumadores TTL (74LS283 o 74LS83), simplificando fuentes en prototipos portátiles.

• Consumo de energía prácticamente nulo: Ideal para sistemas alimentados por baterías donde los sumadores bipolares TTL agotarían la carga rápidamente.

• Acarreo anticipado integrado: Acelera el cálculo del acarreo hacia etapas posteriores, permitiendo interconexión en cascada (8, 12 o 16 bits) simplemente uniendo COUT con el CIN del siguiente integrado.

• Alta tolerancia al ruido: Su amplio margen de inmunidad frente al ruido evita falsos cálculos provocados por conmutaciones inductivas cercanas en el circuito.

• Inserción limpia: Su formato Through-Hole DIP-16 encaja con total firmeza en protoboards y zócalos estándar.

Preguntas frecuentes:

❓ ¿Cuáles son los pines de alimentación VDD y VSS del CD4008?

Sigue la disposición estándar en las esquinas de 16 pines:

• Pin 16 = VDD (Alimentación positiva: +3 V a +18 V DC).

• Pin 8 = VSS (Tierra / Masa común / 0 V).

❓ ¿Qué debe conectarse en la entrada de acarreo CIN (Pin 9) si solo se suman A y B?

Al ser una entrada CMOS activa en alto, el Pin 9 (CIN) debe conectarse obligatoriamente a VSS (GND / 0 V) si no hay acarreo previo. Nunca debe dejarse desconectado al aire.

❓ ¿Cómo se conectan varios CD4008 para sumar 8 o 16 bits?

Se encadenan en cascada:

1. En el primer chip (bits 1 a 4), conecta CIN (Pin 9) a GND (0 V).

2. Conecta la salida de acarreo COUT (Pin 14) del primer chip al pin CIN (Pin 9) del segundo chip (bits 5 a 8).

3. El acarreo final del byte completo se obtiene en el Pin 14 del segundo integrado.

❓ ¿En qué se diferencia el CD4008 del 74LS283?

• El CD4008 (CMOS) soporta un rango amplio de alimentación (3 V a 18 V), consume corriente casi nula en reposo y tiene tiempos de propagación mayores.

• El 74LS283 (TTL) trabaja a 5 V estrictos, conmuta con mayor velocidad (alrededor de 15 a 20 ns) pero consume significativamente más corriente.

  (Importante: sus distribuciones de pines son completamente distintas).

❓ ¿Cuál es la distribución completa de pines (pinout) del CD4008?

• Pin 1: Entrada A4 (MSB)

• Pin 2: Entrada B3

• Pin 3: Entrada A3

• Pin 4: Entrada B2

• Pin 5: Entrada A2

• Pin 6: Entrada B1 (LSB)

• Pin 7: Entrada A1 (LSB)

• Pin 8: VSS (Tierra / GND)

• Pin 9: Entrada de acarreo (CIN / Carry In)

• Pin 10: Salida de suma S1 (bit 1 / LSB)

• Pin 11: Salida de suma S2 (bit 2)

• Pin 12: Salida de suma S3 (bit 3)

• Pin 13: Salida de suma S4 (bit 4 / MSB)

• Pin 14: Salida de acarreo final (COUT / Carry Out)

• Pin 15: Entrada B4 (MSB)

• Pin 16: VDD (Alimentación positiva +3 V a +18 V)