Eletrnica famlias lgicas Prof Manoel Eusebio de Lima

Eletrônica (famílias lógicas) Prof. Manoel Eusebio de Lima Soluções Grec. O

Famílias Lógicas • • 03/10/2020 RTL (Lógica Resistor-Transistor) (obsoleta) DL (Lógica Diodo) (obsoleta) DTL (Diode Transistor Logic) (obsoleta) TTL (Lógica Transistor- transistor) (popular) ECL (Emissor Acoplado) MOS (Metal-Oxide Semiconductor) CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) Soluções Grec. O 2

Família DL • Lógica apenas com diodo. Este tipo de lógica sofre degradação de voltagem de um estágio para outro. • Apenas funções lógicas OR e AND são permitidas em lógica DL. • Este tipo de lógica é usada em aplicações de lógica discreta, e não é usada em circuitos integrados. 03/10/2020 Soluções Grec. O 3

Família DL • Lógica com diodo com deslocamento de tensão (Level. Shifted Diode Logic)/ • Deslocamento do nível de tensão elimina a degradação da tensão da entrada para a saída. • A função “inversor” não está ainda disponível sem o uso de um transistor VA = 5 V(´ 1´) 0 V(´ 0´) VB = 5 V(´ 1´) 0 V(´ 0´) 03/10/2020 Soluções Grec. O 4

Família DTL • Porta NOR de três entradas – Se alguma entrada for nível lógico ´ 1´, o transistor satura e VOUT vai para nível lógico ´ 0´. – Se todas as entradas forem baixas, nível lógico ´ 0´, o transistor corta e VOUT vai para nível lógico ´ 1´. 03/10/2020 Soluções Grec. O 5

Família lógica DTL • Porta lógica NAND de três entradas – Se todas as entradas forem nível lógico ´ 1´, o transistor satura e VOUT vai para nível lógico ´ 0´. – Se alguma entrada for nível lógico ´ 0´, a corrente de base é desviada para fora pelo diodo de entrada. O transistor corta e VOUT vai para nível lógico ´ 1´. VD VBE 03/10/2020 Soluções Grec. O 6

Família Lógica TTL (Transistor Logic) • O elemento básico da família lógica TTL é o transistor NPN. • O transistor funciona como uma chave liga-desliga (on-off) Transistor saturado (na região de saturação) 03/10/2020 Soluções Grec. O Transistor em corte (na região de corte) 7

Família TTL • Lógica TTL Na lógica TTL, um único transistor com um sistema multi-emissor substitui com vantagens de área a entrada por diodos A entrada de DTL usa um número dos diodos que fazem com que a área do circuito integrado seja bastante grande em relação a outras famílias lógicas. A lógica DTL foi substituída por lógica TTl, a qual é mais rápida e menor 03/10/2020 Soluções Grec. O 8

Família TTL • Porta lógica NAND • Entradas em nível lógico ´ 1´. - QI é cortado. - QO saturado. - VOL = 0 V • Se alguma entrada for para nível lógico ´ 0´: - QI satura - QO fica em região de corte - VOH = VCC 03/10/2020 Soluções Grec. O 9

Familia TTL • TTL com saída “Totem Pole” – Permite a ligação da saída de uma porta lógica a entradas de outras portas diretamente, sem a necessidade de qualquer outro cuidado, apenas limita a corrente obedecendo a condição de fan-out da porta lógica. RCP de coletor para um valor seguro. 03/10/2020 A maneira como Qp e Qo estão interligados, como em uma pilha (empilhados como um Totem Indígena) dá a esta arquitetura de circuito de saída o nome de saída “Totem Pole”. Soluções Grec. O 10

Família TTL – Exemplos de portas lógicas (Totem polem) • Inversor – 1/6 do chip 7404 • VIN=0. QI é saturado; • QS, QO são cortados; • QP está na região ativa. VIN = ´ 0´ VOUT = ´ 1´ Vce 0 RL 03/10/2020 Soluções Grec. O 11

Família TTL - exemplos • Porta NAND de 2 entradas – ¼ do chip 7400 03/10/2020 Soluções Grec. O 12

Família TTL - exemplos • Família 74 xx – Porta NAND de três entradas: – 1/3 de um chip 7410 Os diodos na entrada são normalmente cortados. Durantes transientes na entrada eles são ativos quando esta tensão atinge valores abaixo de – 0. 7 V. 03/10/2020 Soluções Grec. O 13

Família TTL • Saída Coletor Aberto – a saída da porta é o coletor de um transistor que se encontra aberto, isto é, sem estar ligado a nenhum ponto. Para que o mesmo funcione, é necessário fazer a ligação de um resistor externo entre a saída e o Vcc. Tal resistor é denominado "PULL-UP“. Em geral, o seu valor encontra-se entre a faixa de 500 a 2 k Coletor aberto VIN 03/10/2020 VOUT Soluções Grec. O 14

Família TTL • Tri-state – Este tipo de porta apresenta um sinal de controle, além dos sinais de entrada, determinando o funcionamento normal ou tristate da porta: VOUT 03/10/2020 Soluções Grec. O Na posição normal o sinal de entrada passa pela porta sem alteração; - Na situação tri-state a saída apresenta-se com alta impedância, como se a saída estivesse desligada do circuito. 15

Família TTL • Buffer – Este tipo de porta não executa nenhuma operação booleana; serve apenas para aumentar os níveis de corrente e/ou tensão do sinal lógico, conforme requerido pela aplicação. O Buffer ao aumentar os níveis de corrente e tensão, aumenta o Fan-Out. Utilizamos também buffers para interligar CIs TTL com C-Mos, visto que os níveis de corrente de entrada dos C-Mos são mais altos do que a saída de um TTL. • Tipos: Buffer coletor aberto, buffer totem pole e tristate Inverte sinal 03/10/2020 Soluções Grec. O 16

Família TTL • Buffer TTL (Coletor aberto) inversor 03/10/2020 inversor Soluções Grec. O 17

Família TTL • Buffer – funcionamento – Entrada nível lógico “ 1” - Com entrada ´ 1´, Q 2 fica saturado; - Q 3 satura também, tendo como resultado uma tensão muito pequena entre a base e o emissor do último transistor Q 4 (saída). - Q 4 estará então cortado, não conduzindo nenhuma corrente. - O terminal de saída estará então flutuando (nem conectado à terra nem a Vcc). Isto é equivalente a um estado ´ 1´ na entrada da porta seguinte do TTL a que esta alimenta dentro. - Assim, a entrada ´ 1´ gera uma saída ´ 1´. 03/10/2020 Soluções Grec. O 18

Família TTL • Buffer – funcionamento – Entrada nível lógico “ 0” - A corrente em R 1 é desviada agora através entrada, Q 1 satura e, a corrente de base em Q 2 é bem baixa. Isto força o transistor Q 2 ao corte e nenhuma corrente vai para a base de Q 3. - Com Q 3 em corte, Q 4 fica saturado devido a corrente através do resistor R 4, assim conectando o terminal de saída à terra (um nível lógico ´ 0´) - Assim, a entrada “ 0" dá uma saída “ 0". 03/10/2020 Soluções Grec. O 19

Família TTL • Exemplo – 74 X 00 a Encapsulamento b c Lógica c = ab 03/10/2020 Soluções Grec. O 20

Família TTL • 7400 – NAND – 2 entradas 03/10/2020 Soluções Grec. O 21

Família TTL • AND - Wire – Operação AND operado por inversores tipo Coletor aberto a) b) 03/10/2020 Um ou mais transistores em nível lógico ´ 1´ Soluções Grec. O b) Quando todos os transistores estão em nível lógico ´ 0´ 22