LM339D

El LM339D es un circuito integrado digital/analó

Este componente es un pilar absoluto en el diseño de circuitos de control e instrumentación industrial. Su función principal en una tarjeta electrónica de planta es monitorear dos señales de voltaje distintas, compararlas entre sí y cambiar el estado de su salida digital dependiendo de cuál de las dos entradas sea mayor. Es el bloque básico para convertir señales analógicas del mundo real en señales lógicas binarias (0 y 1) entendibles por un PLC o microcontrolador.

1. Datos Eléctricos Más Importantes

Las especificaciones técnicas del silicio de Texas Instruments definen sus límites de operación y flexibilidad en el taller:

Configuración Interna: 4 comparadores independientes que comparten únicamente los pines de alimentación eléctrica y tierra.

Rango Flexible de Alimentación (VCC): * Fuente Sencilla: 2.0 V a 36.0 V CC (Corriente Directa).

Fuente Simétrica (Dual): mas/menos 1.0 V a mas/menos 18.0 V CC. Esto le permite operar tanto en lógica digital de 5V como en sistemas analógicos e industriales estándar de 12V y 24V CC.

Tipo de Salida: Colector Abierto (Open-Collector). Esta es la característica más crítica del LM339D. El transistor de salida no entrega voltaje por sí mismo; actúa como un interruptor que solo puede conectar la salida a Tierra (GND). Por lo tanto, requiere obligatoriamente una resistencia de pull-up externa conectada al voltaje lógico deseado.

Corriente de Consumo Estático: Sumamente baja (típicamente 0.8 mA en todo el integrado), ideal para tarjetas con fuentes limitadas.

Voltaje de Offset de Entrada: Máximo de 5 mV a temperatura ambiente, garantizando una alta precisión al momento de la conmutación.

2. Características Físicas y Encapsulado

La construcción del LM339D está pensada para la miniaturización de tarjetas de control automatizadas:

Encapsulado de Montaje Superficial (SOIC-14): La letra D al final del código especifica que viene en un empaque plástico plano tipo Small Outline (SOIC) de 14 pines, diseñado para soldarse directamente sobre las pistas de la placa (SMD), ahorrando espacio en comparación con la versión tradicional de pines pasantes (LM339N en formato DIP).

Robustez Industrial: Diseñado para operar de forma estable en un rango de temperatura comercial e industrial estándar de 0°C a 70°C.

3. Distribución de Pines (Pinout)

Al observar el chip de montaje superficial (identificando el punto o muesca grabada con láser en un extremo para ubicar el Pin 1), los 14 terminales se distribuyen de la siguiente manera:

Pin 1 - Salida del Comparador 2 (OUT2): Entrega el resultado digital de la segunda etapa.

Pin 2 - Salida del Comparador 1 (OUT1): Entrega el resultado digital de la primera etapa.

Pin 3 - Alimentación Positiva (VCC): Recibe el voltaje de energía del chip (2V a 36V).

Pin 4 - Entrada Inversora del Comparador 1 (1IN-): Entrada negativa del primer lazo.

Pin 5 - Entrada No Inversora del Comparador 1 (1IN+): Entrada positiva del primer lazo.

Pin 6 - Entrada Inversora del Comparador 2 (2IN-): Entrada negativa del segundo lazo.

Pin 7 - Entrada No Inversora del Comparador 2 (2IN+): Entrada positiva del segundo lazo.

Pin 8 - Entrada No Inversora del Comparador 3 (3IN+): Entrada positiva del tercer lazo.

Pin 9 - Entrada Inversora del Comparador 3 (3IN-): Entrada negativa del tercer lazo.

Pin 10 - Entrada No Inversora del Comparador 4 (4IN+): Entrada positiva del cuarto lazo.

Pin 11 - Entrada Inversora del Comparador 4 (4IN-): Entrada negativa del cuarto lazo.

Pin 12 - Tierra Física / Común (GND / VCC-): Retorno de corriente y plano de referencia de 0V.

Pin 13 - Salida del Comparador 4 (OUT4): Entrega el resultado digital de la cuarta etapa.

Pin 14 - Salida del Comparador 3 (OUT3): Entrega el resultado digital de la tercera etapa.

La regla matemática interna que rige a cada una de las 4 etapas del LM339D es muy simple:

Si el voltaje en la entrada No Inversora (IN+) es mayor que en la entrada Inversora (IN-), la salida digital se apaga (entra en alta impedancia, subiendo al voltaje de la resistencia de pull-up, interpretado como un 1 lógico).

Si el voltaje en la entrada Inversora (IN-) se vuelve mayor que en la No Inversora (IN+), el transistor interno se satura y amarra la salida directamente a Tierra (interpretado como un 0 lógico / 0V).

Debido a esta versatilidad, es la refacción clave en:

Detectores de Umbral de Voltaje: Monitoreo de sensores analógicos (como termistores o fotoceldas), activando una alarma digital si la temperatura o luz supera un límite preestablecido por un potenciómetro.

Discriminadores de Ventana (Window Comparators): Circuitos de protección que revisan si el voltaje de una batería o fuente industrial se mantiene dentro de un rango seguro (por ejemplo, entre 22V y 26V), mandando un error si se sale de esos límites.

Interfaces de Adaptación de Niveles Ló