1. natureza dos circuitos digitais

Natureza dos circuitos digitais1

Sumrio: Electrnica digital Circuitos integrados


Electrnica digital?

Electrnica digital o conjunto de determinadas tcnicas e dispositivos integrados, que se utilizam principalmente na realizao: de circuitos de controlo de processos industriais; de equipamentos informticos para processamento de dados; de outros equipamentos e produtos electrnicos.

Electrnica digital melhorou sistemas e produtos j existentes e deu lugar ao desenvolvimento de outros at a impossveis de construir.

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Evoluo da electrnica digital

Os primeiros circuitos lgicos construram-se com rels electromagnticos.

O aparecimento das vlvulas electrnicas vieram substituir os rels, reduzindo assim o tamanho dos circuitos.

Semicondutores.

Circuitos integrados.


Circuitos integrados

Surgiram na dcada de 1970.

O seu interesse resulta da miniaturizao dos circuitos.

Qual a importncia da miniaturizao? Os componentes discretos so maiores do que precisavam de ser.

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(parte funcional)

O corpo normal do componente, que nos parece pequeno, , na verdade um autntico exagero, se nos restringirmos, electricamente, ao que realmente faz o trabalho no componente, ou seja, a sua parte funcional.


O que so circuitos integrados?

Os circuitos integrados so circuitos: electrnicos funcionais; constitudos por um conjunto de transstores, dodos, resistncias e condensadores; fabricados num mesmo processo, sobre uma substncia comum semicondutora de silcio que se designa vulgarmente por chip.

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O circuito integrado propriamente dito chama-se pastilha (chip, em ingls) e muito pequeno.

Circuito integrado (CI) visto por dentro e por cima

Fios finssimos de

Chip

ligao do chip aos terminais do CI

Terminais do CI

A maior parte do tamanho externo do circuito integrado deve-se caixa e s ligaes da pastilha aos terminais externos.


Vantagens dos circuitos integrados

Reduo de custos, peso e tamanho; Aumento da fiabilidade; Maior velocidade de trabalho; Menor consumo de energia; Melhor manuteno; Reduo dos erros de montagem; Melhoria das caractersticas tcnicas do circuito; Simplifica ao mximo a produo industrial.

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Desvantagens dos circuitos integrados

Limitao nos valores das resistncias e condensadores a integrar; Reduzida potncia de dissipao; Limitaes nas tenses de funcionamento; Impossibilidade de integrao de alguns componentes electrnicos, tais como, indutncias, salvo se forem de valores muitssimo pequenos.


Aplicaes lineares com circuitos integrados So circuitos integrados que produzem sinais contnuos analgicos, em funo dos sinais tambm analgicos, que lhes so aplicados nas suas entradas. A funo principal dos circuitos integrados analgicos a amplificao. Podem circuitos destacar-se integrados neste os grupo deSinal analgico: sinal que tem uma variao contnua ao longo do tempo.

amplificadores

operacionais (AmpOp).

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Aplicaes digitais com circuitos integrados So circuitos integrados que s funcionam com um determinado nmero de valores ou estados lgicos, que geralmente so dois (0 e 1).

Nvel lgico 1

Nvel lgico 0

t Sinal digital: sinal que tem uma variao por saltos de uma forma descontnua.


Escala de integrao dos circuitos integrados

A escala de integrao refere-se ao nmero de componentes que o circuito integrado contm. SSI (Small Scale Integration) integrao em pequena escala: so os circuitos integrados com menos componentes. Podem dispor de at 30 componentes por chip.

MSI (Medium Scale Integration) integrao em mdia escala: so circuitos integrados com vrias centenas de componentes, podendo possuir de 30 a 1000 componentes por chip (estes circuitos incluem circuitos descodificadores, contadores, etc.).

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LSI (Large Scale Integration) integrao em grande escala: estes circuitos integrados contm milhares de componentes podendo possuir de 1000 at 100 000 componentes por chip (estes circuitos normalmente efectuam funes lgicas complexas, tais como toda a parte aritmtica duma calculadora, um relgio digital, etc.).

VLSI (Very Large Scale Integration) integrao em muito larga escala: este grupo de circuitos integrados tem um nmero de componentes compreendido entre 100 000 e 10 milhes de componentes por chip (so utilizados na implementao de microprocessadores). ULSI (Ultra Large Scale Integration) integrao em escala ultra larga: este grupo de circuitos integrados constitudo por mais de 10 milhes de componentes por chip.


Tipos de cpsulas de circuitos integrados A funo das cpsulas a proteco do chip. Existem basicamente quatro tipo de cpsulas: Cpsulas com dupla fila de pinos (DIL - Dual In Line); Cpsulas QIL; Cpsulas SIL; Cpsulas planas (Flat-pack); Cpsulas metlicas TO-5 (cilndricas); Cpsulas especiais.

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DIL Dual in Line Para os circuitos integrados de baixa potncia (DIL), as cpsulas de dupla fila de pinos so as mais utilizadas, podendo conter vrios chips interligados. Nos circuitos integrados de encapsulamento DIL a numerao dos terminais feita a partir do terminal 1 (identificado pela marca), vai por essa linha de terminais e volta pela outra (em sentido anti-horrio). Durante a identificao dos terminais o circuito integrado deve ser sempre observado por cima.


QIL

Para os circuitos integrados de mdia potncia (QIL), as cpsulas de qudrupla fila de pinos so as mais utilizadas.

A principal razo da linha qudrupla de pinos o de permitir um maior afastamento das respectivas ligaes no circuito impresso.

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SIL

Alguns circuitos integrados, tais como amplificadores de udio, apresentam esta configurao.

1Flat Pack As cpsulas planas tm reduzido volume e espessura e so formadas por terminais dispostos horizontalmente. Pelo facto de se disporem sobre o circuito impresso a sua instalao ocupa pouco espao.


TO5

Tm um corpo cilndrico metlico, com os terminais dispostos em linha circular, na sua base.

A contagem dos terminais inicia-se pela pequena marca, em sentido horrio, com o componente visto por baixo.

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Cpsulas especiais

Marcaapartirda qualseefectuaa numerao

As cpsulas especiais so as que dispem de numerosos terminais para interligarem a enorme integrao de componentes que determinados chips dispem (por exemplo, circuitos integrados contendo microprocessadores).


Bases para circuitos integrados A base para circuitos integrados, em termos prticos, alm de facilitar a eventual manuteno do circuito, evita o aquecimento do circuito integrado quando se solda o circuito integrado placa de circuito impresso.

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