La salida de puerta NAND no cambia a lógica 0 cuando se esperaba

tengo este circuito:

foto de protoboard

Lo estoy alimentando desde un Arduino, pero eso no tiene consecuencias para la operación, es simplemente una fuente conveniente de +5v. La línea naranja es +, la negra a tierra.

Si no está claro en la imagen (las líneas se desordenaron un poco, lo siento), la idea básica es que tengo 2 interruptores conectados a tierra, ambos conectados a una resistencia pull-up de 10k ohm desde el lado de +5v. Las resistencias están conectadas a las puertas de entrada de una puerta NAND de entrada cuádruple 74LS20. He intentado emparejar las entradas porque quiero que funcione como una puerta de entrada dual. Estoy usando una entrada cuádruple debido a la falta de componentes.

Cuando coloco los interruptores en la posición superior, como se muestra en la imagen, el circuito tiene un cortocircuito a tierra, lo que debería bajar los pines de entrada, lo que significa que el pin de salida está alto y las luces LED. Esto funciona bien.

Sin embargo, cuando abro los interruptores, los pines de entrada están altos (lo verifiqué con un multímetro, están en +4.98V), pero la salida no cambia, el LED permanece encendido.

Probé el mismo circuito con un par de circuitos integrados en caso de que uno estuviera defectuoso, pero se exhibe el mismo comportamiento.

¿He cableado esto mal? Ha pasado mucho tiempo desde que me metí con estas cosas, así que tal vez olvidé algo fundamentalmente intuitivo sobre la electrónica, disculpas si ese es el caso.

Un esquema real en lugar de una foto de su tablero podría ayudarlo a obtener una respuesta a su pregunta.
Estás usando el pin de ic incorrecto

Respuestas (1)

Como ya comentó John D , un esquema real definitivamente ayudaría a los lectores.

Sin embargo, hay un error claro:
no hay conexión desde el pin 7 del IC a Gnd (0V). Agregue eso y vuelva a probar.

Actualización: no estoy 100% seguro de mi interpretación de algunos de los cables relacionados con las conexiones Gnd (solo falta el cableado en la parte superior de la foto). Sin embargo, parece que ha conectado el pin 11 de IC a Gnd. Eso sería correcto para un paquete 5420 inusual (versión de temperatura militar de 7420 en un paquete plano de cerámica) pero no es correcto para un 74LS20 estándar en paquete "N" (DIP de plástico) como el suyo.

Me pregunto si ha malinterpretado cualquier hoja de datos de IC que haya estado mirando, si contiene ese pinout (inusual) 5420, con Gnd en el pin 11.

De la hoja de datos de TI , el pinout 74LS20 para el paquete "N" (DIP de plástico) se muestra inmediatamente a continuación. Tenga en cuenta que el pin 11 es "NC" (no conectado), no Gnd; el Gnd correcto es el pin 7, como expliqué anteriormente, y esa conexión Gnd al pin IC 7 falta en su placa de prueba:

Asignación de pines 74LS20

Mientras que en un paquete "W" (paquete plano de cerámica), el 5420 usa el pin 11 como Gnd:

5420 - Asignación de pines del paquete W

Un par de puntos más:

  • Dado que no tiene la conexión Gnd correcta, el IC se alimenta actualmente con un Gnd " fantasma ", quizás a través del LED. Esto no le hará ningún bien al IC, aunque espero que no ocurra un daño permanente.

  • Su diseño utiliza una salida de puerta TTL NAND (pin 6) como fuente de corriente para el LED. Esa no es la mejor manera de impulsar cargas como los LED, ya que los circuitos integrados TTL pueden "generar" mucha menos corriente (en ese circuito integrado, TI indica un máximo de 0,4 mA) de la que pueden "hundirse" (en ese circuito integrado, TI indica un máximo de 8mA).

    Su LED consumirá más de 0,4 mA de ese pin de salida y, por lo tanto, excederá la corriente de "fuente" máxima recomendada para la salida, lo que no es bueno para la confiabilidad.

    En su lugar, agregue un transistor a esa salida IC para controlar el LED; o use la salida IC para "hundir" la corriente del LED, aunque esto invertirá la lógica de iluminación del LED en comparación con lo que espera. Probablemente sería más claro si investiga términos como controlador LED TTL o similar. Consulte esta respuesta para ver algunos ejemplos de salidas TTL que "hunden" la corriente LED.

El pin 11 no tiene conexión en el paquete DIP normal, por lo que conectar a tierra ese pin no tiene efecto.
@PeterBennett - Sí, de acuerdo. El problema que veo no es tanto que el pin 11 esté conectado a Gnd; pero ese pin 7 no está conectado a Gnd. Es interesante que el pin 11 esté conectado a Gnd en la placa de pruebas del OP, por el motivo que explico en mi respuesta. Me pregunto si hay una hoja de datos maliciosa en alguna parte que ha mezclado ese pinout del paquete "W" inusual, con el pinout del paquete "N".
Es extraño que obtuviera todos los otros pines del pinout N/J, y Ground del pinout W.
@Peter - Absolutamente de acuerdo. Simplemente no podía pensar en otra razón por la que hay una conexión Gnd en el pin 11: esa fue la única hipótesis que se me ocurrió. El hecho de que al menos algunas hojas de datos 7420 (como la de TI) muestren ambos pinouts, tal vez podría permitir que alguien mire el pinout incorrecto al cambiar entre mirar la hoja de datos y mirar la placa de pruebas, mientras cablea la placa de pruebas...? Con suerte, el OP puede explicar por qué hicieron esto.
¡Ups! Parece que confundí todo al aprovechar el pin nc 11 como un punto conveniente para conectar todo a gnd. La hoja de datos (el chip en sí es un ti 74ls20n) que tengo enumera el pin 7 como gnd, pero como mencionaste, no pude conectarlo. En cuanto a la conducción del LED, tenía planes de agregar un transistor en algún momento para cambiarlo según la lógica, pensé que esta era una práctica más segura, pero el espacio de mi tablero es limitado.
@ user3662805 - ¿Su circuito funciona bien después de conectar el pin 7 a Gnd? Para su información, conectar cualquier cosa a un pin "NC" es arriesgado. Algunos fabricantes no hacen la distinción en sus hojas de datos entre "NC", que significa "este pin externo no está conectado dentro del paquete IC", y "NC", que significa "el usuario no debe conectar nada a este pin, porque está conectado internamente y se utiliza con fines de prueba / fabricación y conectar cualquier cosa puede causar que sucedan 'cosas malas'". Por lo tanto, si ve un pin con la etiqueta "NC", la opción menos arriesgada es no conectar nada a él. Espero que ayude.
La salida de puerta NAND no cambia a lógica 0 cuando se esperaba
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