En electrónica, los términos VCC, VEE, VDDy VSS se utilizan con frecuencia para describir diferentes voltajes de suministro de energía en circuitos. Estas designaciones son esenciales para comprender las funciones de suministro y el funcionamiento correcto de componentes como transistores de unión bipolar (BJT) y transistores de efecto de campo (FET)Cada uno de estos términos tiene su origen y aplicación específicos, a menudo vinculados al tipo de transistor que se utiliza (ya sea BJT o FET) y a la configuración del circuito. En este artículo, analizaremos las diferencias entre estas designaciones de fuentes de alimentación y explicaremos su relevancia en el diseño de circuitos.
¿Qué es VCC?
VCC significa "voltaje en el colector común". Este término se utiliza para describir el voltaje de suministro positivo en circuitos que utilizan transistores de unión bipolar (BJT). La "C" en VCC se refiere al terminal del colector del transistor. VCC es esencial para alimentar los BJT, ya que el colector generalmente está conectado al riel de voltaje positivo.
En los transistores NPN, que se utilizan con más frecuencia debido a su mayor velocidad de conmutación, VCC representa la alimentación positiva en el terminal del colector. Por ejemplo, en un circuito con transistores NPN, el colector suele estar conectado a VCC a través de una resistencia o directamente.
Uso en TTL y amplificadores operacionales: En los circuitos de lógica transistor-transistor (TTL), el VCC se utiliza ampliamente como fuente de voltaje positivo principal. De manera similar, en los amplificadores operacionales que consisten principalmente en transistores de doble efecto (BJT), el VCC desempeña un papel crucial en el control del riel de potencia positivo.
V+ vs. VCC: En muchos casos, V+ se puede utilizar indistintamente con VCC. Ambos representan el voltaje de suministro positivo, aunque VCC está específicamente vinculado a circuitos que utilizan BJT. En circuitos con múltiples niveles de voltaje positivo, estos pueden etiquetarse como VCC1, VCC2, etc., para distinguir entre diferentes líneas de suministro.
¿Qué es VEE?
VEE representa el voltaje de alimentación negativo en circuitos BJT, y la "E" en VEE representa el terminal emisor del transistor. VEE se utiliza a menudo en circuitos donde se necesitan voltajes de alimentación tanto positivos como negativos, como en sistemas de doble alimentación. En estos casos, VEE actúa como el riel de alimentación negativo.
En un circuito con transistor NPN, el emisor está conectado a VEE, que puede ser tierra o un voltaje negativo. En sistemas con una sola fuente de alimentación, VEE suele compartir el mismo potencial que tierra.
De manera similar a cómo V+ se puede usar indistintamente con VCC, V- se puede usar en lugar de VEE en muchos circuitos. Al hacer referencia a la fuente de alimentación negativa en circuitos BJT, V- y VEE significan el mismo concepto.
¿Qué es VDD?
VDD se refiere al voltaje de suministro positivo en circuitos que utilizan transistores de efecto de campo (FET). La "D" en VDD representa el terminal de drenaje del FET. VDD es crucial para alimentar los FET de canal N (NchFET), que se utilizan ampliamente en circuitos de semiconductores de óxido metálico complementarios (CMOS).
En un FET de canal N, el terminal de drenaje normalmente está conectado al VDD a través de una resistencia o directamente. VDD funciona como el riel de voltaje positivo en circuitos que utilizan FET.
Uso en CMOS y amplificadores operacionales: En la tecnología CMOS se utilizan dispositivos de canal N y de canal P. Si bien la convención de nombres puede no coincidir perfectamente con la polaridad en los circuitos CMOS (debido a que las funciones del drenador y la fuente son complementarias), el uso de VDD para describir el riel de potencia positivo persiste debido a razones históricas. VDD también se emplea en amplificadores operacionales construidos con FET.
En los circuitos FET, V+ se puede usar indistintamente con VDD para referirse al voltaje de suministro positivo.
¿Qué es VSS?
VSS representa el voltaje de alimentación negativo en circuitos que utilizan FET, y la "S" hace referencia al terminal de fuente del transistor. En los FET de canal N, la fuente está conectada a VSS, que a menudo funciona como voltaje de tierra o negativo en el circuito.
Uso en CMOS: En los circuitos CMOS, VSS suele ser la referencia de tierra o 0 V. Al igual que VDD, VSS se aplica tanto a dispositivos de canal N como de canal P en circuitos lógicos CMOS, aunque la fuente no siempre sea el terminal negativo en una configuración complementaria.
Al igual que V- es sinónimo de VEE en circuitos BJT, también se usa indistintamente con VSS en circuitos FET.
Comparación de VCC, VEE, VDD y VSS
La siguiente tabla resume las diferencias clave entre VCC, VEE, VDD y VSS en términos de tipo de transistor, terminal y polaridad.
| Término | Tipo de transistor | terminal | Polaridad | Utilizada en |
|---|
| VCC | Transistor de unión bipolar (BJT) | Coleccionista | Positivo | TTL, amplificadores operacionales, circuitos BJT |
| VEE | Transistor de unión bipolar (BJT) | Emisor | Negativo | TTL, amplificadores operacionales, circuitos BJT |
| VDD | Transistor de efecto de campo (FET) | Eliminación | Positivo | CMOS, circuitos FET, amplificadores operacionales |
| VSS | Transistor de efecto de campo (FET) | Fuente | Negativo o Tierra | CMOS, circuitos FET, amplificadores operacionales |
Orígenes de las convenciones de nombres de VCC, VEE, VDD y VSS
Los términos VCC, VEE, VDD y VSS se derivan de una convención de nomenclatura general que se utiliza para describir voltajes en relación con un nodo de referencia, a menudo tierra (GND). Por ejemplo, un voltaje como Va se refiere al voltaje de un punto en relación con tierra, mientras que Vab indica la diferencia de voltaje entre dos nodos, A y B.
Un voltaje con subíndices repetidos (por ejemplo, Vxx) da como resultado un valor de 0 V porque es la diferencia de voltaje en el mismo nodo. Con el tiempo, estos subíndices repetidos (CC, EE, DD, SS) se adoptaron para representar voltajes de suministro de CC en circuitos electrónicos.
En los circuitos BJT, VCC se refiere al voltaje del colector y suele ser positivo, mientras que VEE se refiere al voltaje del emisor, que suele ser negativo o de tierra. Estos términos están específicamente relacionados con los transistores NPN, aunque su uso también puede extenderse a los transistores PNP.
En los circuitos MOSFET, los términos VDD y VSS se refieren a los voltajes de drenaje y fuente respectivamente. Al igual que en los BJT, VDD suele ser positivo, mientras que VSS puede ser negativo o funcionar como nodo de tierra.
Aunque originalmente estaban ligados a transistores específicos, el uso de VCC/VDD y VEE/VSS ha evolucionado y ahora estos términos suelen usarse indistintamente en diferentes tipos de circuitos, como los circuitos CMOS y BJT.
Conceptos erróneos comunes y usos modernos
Con el tiempo, las definiciones estrictas de VCC, VEE, VDD y VSS se han desdibujado. Es posible que veas que VCC se utiliza en circuitos CMOS o que VDD se aplica en circuitos BJT. La conclusión clave es que estos términos originalmente estaban destinados a designar voltajes de suministro de energía en BJT y FET, pero ahora se usan a menudo de manera más amplia para indicar voltajes positivos y negativos en muchos tipos de circuitos.
Además, en algunos circuitos, VSS o VEE pueden servir como nodo de tierra, mientras que en otros, se podría elegir un punto de referencia diferente, lo que genera polaridades de voltaje variables.
Conclusión
En resumen, VCC, VEE, VDD y VSS son designaciones de fuentes de alimentación que son esenciales para comprender las características eléctricas de los circuitos construidos con transistores BJT y FET. Si bien estos términos se originaron con tipos específicos de transistores, a menudo se usan indistintamente en el diseño de circuitos modernos. Comprender sus funciones es fundamental para el diseño de circuitos, lo que garantiza una distribución de energía y una funcionalidad adecuadas.
Si está diseñando o solucionando problemas de circuitos con BJT o FET, es importante identificar y aplicar correctamente las designaciones de fuente de alimentación adecuadas, ya sea que esté trabajando con circuitos TTL, CMOS o de amplificadores operacionales.
