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Famílias Lógicas de Circuitos Integrados

Introdução

Os Cis digitais avançaram rapidamente de SSI, para MSI até LSI e VLSI, onde com a produção em massa o custo foi reduzido.

Tornou os sistemas digitais mais confiáveis reduzindo o número de conexões externas de um dispositivo outro, reduziram também a potência elétrica necessária para realizar uma função.

Com a vasta utilização dos Cis, veio a necessidade de saber e compreender as características elétricas das famílias lógicas dos Cis.

Parâmetros

Fig.1 – Tensões e correntes nos dois estados lógicos

Família Lógica TTLUsados como circuitos de interface para dispositivos de

acionamento correntes mais altas.O circuito básico TTL é porta nand.

Diagrama do circuito TTL

Fig.2 – (a) Porta NAND básica TTL; (b) Equivalente a diodo Q1.

Família Lógica ECLOpera sob o principio de chaveamento de corrente, onde

uma corrente fixa de polarização menor do que Ic(sat) é chaveada do coletor de um transistor para outro.

Como evita a saturação, aumenta a velocidade global de chaveamento.

Diagrama do circuito ECL

Fig.3 – (a) Circuito ECL básico

Diagrama do circuito ECL

Fig.3 – (b) Com adição de seguidores de emissor.

Família Lógica MOSA fabricação de CIs MOS tem aproximadamente um terço

da complexidade da fabricação de Cis bipolares (TTL, ECL, etc).

Ocupam pouco espaço em um chip.É relativamente simples e barato para fabricar;É pequeno e consome pouca potência.A sua principal desvantagem é a susceptibilidade a danos

provocados por eletricidade estática.

Família Lógica MOS

Fig.4 – (a) Circuito básico de um inversor N-MOS; (b) Resumo dos dois estados do inversor.

Família Lógica MOS

Fig.5 – (a) Porta NAND N-MOS.

Família Lógica MOS

Fig.5 – (b) Porta NOR.

Família Lógica CMOSA família lógica MOS complementar (CMOS) utiliza

MOSFETs tanto de canal-P quanto de canal-N para obter diversas vantagens sobre as famílias N-MOS e P-MOS.

É mais rápido e consome ainda menos que as outras famílias MOS.

Suas vantagens são contrabalanceadas pelo aumento de complexidade para a fabricação do CI e pela menor densidade de integração.

Família Lógica CMOS

Fig.6 – Inversor CMOS básico.

Família Lógica CMOS

Fig.7 – Porta NAND CMOS.

Família Lógica CMOS

Fig.8 – Porta NOR CMOS.

Referências• PINHO, J. T. & GALDINO, M. A. Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos.

CEPEL-CRESESB, Rio de Janeiro – RJ 2014.

Agradecimentos

Grupo Meio Ambiente e Energia