Circuitos Lógicos

ETAPA 1

Aula-tema: Funções e Portas Lógicas.

Esta atividade é importante para que você conheça as funções básicas e suas portas

lógicas correspondentes relacionadas a esta disciplina, pois este assunto será utilizado em

quase todo o conteúdo da disciplina.

Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Aluno)

Escolher a sua equipe de trabalho e entregar ao seu professor os nomes, RA e e-mail dos

alunos.

Passo 2 (Equipe)

Pesquisar sobre circuitos integrados utilizados em circuitos digitais, descrever as suas

características de construção.

Os circuitos eletrônicos são construídos por um conjunto de componentes eletrônicos ligados de forma pré-determinada.

Os circuitos integrados são diferentes uns dos outros, pois cada um deles é construído para exercer uma determinada função. Alguns chegam a ter mais de 250 terminais, dependendo da sua complexidade de funcionamento. Também existem circuitos integrados que por trabalharem com correntes intensas necessitam de dissipadores de calor.

Seguem classificações dos circuitos integrados quanto ao processo de fabricação:

Circuito integrado monolítico (o seu processo de fabrico baseia-se na técnica planar)

Circuito integrado pelicular (película delgada – thin-film - ou película grossa – thick-film)

Circuito integrado multiplaca

Circuito integrado híbrido (combinação das técnicas de integração monolítica e pelicular)

Os circuitos integrados digitais são aqueles que trabalham com apenas dois níveis de sinais (0 e 1) realizando operações lógicas. Existem duas grandes famílias de circuitos integrados digitais, TTL e CMOS.

Passo 3 (Equipe)

Pesquisar sobre circuitos integrados da família TTL e CMOS.

A família TTL (Transistor-Transistor Logic) foi originalmente desenvolvida pela TEXAS Instruments, mas hoje, muitos fabricantes de semicondutores produzem seus componentes.

Esta família é principalmente reconhecida pelo fato de ter duas séries que começam pelos números 54 para os componentes de uso militar e 74 para os componentes de uso comercial.

Os CIs da série TTL 74-padrão oferecem uma combinação de velocidade e potências consumidas adequadas a um grande número de aplicações. Entre os CIs desta série, podemos encontrar uma ampla variedade de portas lógicas, flip-flops, construídos segundo a tecnologia SSI, além de registradores de deslocamento, contadores, decodificadores, memórias e circuitos aritméticos, construídos com a tecnologia MSI.Várias outras séries TTL foram desenvolvidas depois do aparecimento da série 74-padrão.

Estas outras séries fornecem uma ampla variedade de escolha dos parâmetros de velocidade e

potência consumida. Dentre essas séries destacam-se: TTL 74L de Baixa Potência, TTL 74H de Alta Velocidade, TTL 74S Schottky, TTL 74LS Schottky de Baixa Potência (LS-TTL), TTL 74AS Schottky Avançada (AS-TTL), TTL Schottky Avançada de Baixa Potência (74ALS-TTL).

Um ponto importante que deve ser levado em conta quando trabalhamos com a família Padrão (Standard) e as subfamílias TTL é a possibilidade de interligarmos os diversos tipos. Isto realmente ocorre, já que todos os circuitos integrados da família TTL e também das subfamílias são alimentados com 5V. Devemos observar, e com muito cuidado, que as correntes que circulam nas entradas e saídas dos componentes das diversas subfamílias são completamente

diferentes.

CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), usa tanto FETs canal-N quanto canal-P no mesmo circuito, de forma a aproveitar as vantagens de ambas as famílias lógicas.

As características principais desta família são o reduzido consumo de corrente (baixa

potência), alta imunidade a ruídos e uma faixa de alimentação que se estende de 3V a 15V ou 18V dependendo do modelo.

O processo de fabricação do CMOS é mais simples que o do TTL, possuindo também uma

densidade de integração maior, porém são mais lentos do que os TTL, apesar da nova série CMOS de alta velocidade competir em pé de igualdade com as séries TTL 74 e 74LS.

A família CMOS possui, também, uma determinada faixa de tensão para representar os níveis

lógicos de entrada e de saída, porém estes valores dependem da tensão de alimentação e da

temperatura ambiente.

4000/14000: foram as primeiras séries da família CMOS, são bastante utilizadas, apesar do

aparecimento de novas séries, pelo fato de implementarem diversas funções ainda não disponíveis nas novas séries.

74C: compatível, pino a pino e função por função, com os dispositivos TTL de mesmo número. A performance desta série é quase idêntica à da série 4000.

74HC (CMOS de Alta Velocidade): versão melhorada da 74C, o principal melhoramento é o tempo de comutação (em torno de 10 vezes maior), bem como a capacidade de suportar altas correntes na saída. A velocidade dos dispositivos desta série é compatível com a velocidade dos dispositivos da série TTL 74LS.

74HCT: CMOS de alta velocidade. A principal diferença entre esta série e a 7HC é o fato de ela ser desenvolvida para ser compatível em termos de tensões com dispositivos da família TTL. Ou seja, os dispositivos 74HCT podem ser alimentados diretamente por saídas de dispositivos TTL.

Compatibilidade: Ao contrário da família TTL, que é produzida com as mesmas características

elétricas por todos os fabricantes, a CMOS, embora padronizada em sua numeração, apresenta

grandes variações na capacidade de saída e velocidade de operação, de um fabricante para outro.

Algumas vezes, até as funções sào diferentes e incompatíveis, com o que deve-se ter muito cuidado. Mesmo tendo uma faixa