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Circuitos Digitais emCircuitos Digitais emTecnologias BipolaresTecnologias Bipolares

EEL410 – Eletrônica IIProf. Carlos Fernando Teodósio Soares

Um Inversor Lógico Bipolar SimplesUm Inversor Lógico Bipolar Simples

Característica de transferência de Tensão: Obtenha a característica de transferência de tensão e as

margens de ruído do inversor apresentado na figura abaixo onde VCC = 5 V, RB = 10 kW, RC = 1 kW e considere um transistor com b = 100.

Transistor Operando como ChaveTransistor Operando como Chave

Operação dinâmica do inversor lógico:

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Resistor-Transistor Logic (RTL) Circuitos lógicos compostos apenas por resistores e

transistores bipolares

Entrada Saída0 11 0

Tabela Verdade

Porta NOT (Inversor)

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Resistor-Transistor Logic (RTL) Circuitos lógicos compostos apenas por resistores e

transistores bipolares

AB Y00 101 010 011 0

Tabela Verdade

Porta NOR

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Resistor-Transistor Logic (RTL) Circuitos lógicos compostos apenas por resistores e

transistores bipolares

AB Y00 101 110 111 0

Tabela Verdade

Porta NAND

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Desvantagens da Família RTL: Transistores operam na região de saturação, o que torna os

circuitos mais lentos, pois a transição saturação-corte leva muito tempo.

Portas RTL possuem um Fan-Out limitado pelo resistor de coletor. Reduzir esse resistor para aumentar o Fan-Out, eleva o consumo de potência, que já é alto.

O processo de carregamento da capacitância de saída é bastante lento.

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Entrada Saída0 11 0

Tabela Verdade

Porta NOT (Inversor)

Diode-Transistor Logic (DTL) Circuitos lógicos compostos apenas por resistores, diodos e

transistores bipolares

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Diode-Transistor Logic (DTL) Circuitos lógicos compostos apenas por resistores, diodos e

transistores bipolares

AB Y00 101 110 111 0

Tabela Verdade

Porta NAND

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Aumentando o Fan-Out da porta NAND DTL Substitui-se um dos diodos por um transistor:

Circuitos Digitais BipolaresCircuitos Digitais Bipolares

Vantagens da Família DTL: Fan-Out é significativamente maior na família DTL em

comparação com a família RTL.

Desvantagens da Família DTL: O transistor de saída continua entrando em saturação,

tornando a operação da porta lenta. O carregamento da capacitância de saída também é

realizada através do resistor de coletor, o que também torna o circuito mais lento.

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

Melhorias da Família TTL: Circuito de Entrada tem o objetivo de retirar o transistor da

saturação mais rapidamente. Circuito de saída totem-pole para carregar e descarregar

rapidamente a capacitância de saída.

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

O Inversor Lógico TTL (7404):

Entrada Saída0 11 0

Tabela Verdade

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

A Porta NAND TTL (7400):

AB Y00 101 110 111 0

Tabela Verdade

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

Construção Física dos Transistores:

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

A Porta NOR TTL (7402):

AB Y00 101 010 011 0

Tabela Verdade

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

Inversor Lógico TTL Tristate:

S A Y1 0 11 1 00 X Z

Tabela Verdade

TransistorTransistor--Transistor Logic (TTL)Transistor Logic (TTL)

Porta NAND TTL com Coletor Aberto (7401):

VOUT = 30 VIOUT = 250 mA

Família TTL SchottkyFamília TTL Schottky

Porta NAND TTL Schottky (74S00):

Família TTL Low Power SchottkyFamília TTL Low Power Schottky

Porta NAND TTL Low Power Schottky (74LS00):

Comparação de DesempenhoComparação de Desempenho

Comparação entre as Famílias Lógicas Bipolares

TTL TTLSchottky

TTLLow Power Schottky

tP (ns) 10 3 10

P (mW) 10 20 2

tP x P 100 60 20