Circuitos Integrados Digitais ELT017. INVERSOR BICMOS Aula 8 2ELT017 - Circuitos Integrados Digitais.

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Circuitos Integrados DigitaisELT0171Inversor BiCMOSAula 82ELT017 - Circuitos Integrados Digitais2Tecnologia BiCMOS (1)Combinao de um transistores bipolares e CMOS em uma mesma pastilha.Circuitos BiCMOS resultantes possuem as caractersticas:Baixa potnciaAlta impedncia de entradaGrandes margens de rudoAlta capacidade de corrente de acionamentoAlta velocidade de operaoELT017 - Circuitos Integrados Digitais3

Tecnologia BiCMOS (2)Embora o CMOS seja praticamente ideal circuitos lgicos, ele possui baixa capacidade de fornecer corrente.No preocupante quando a porta CMOS deve acionar algumas outras poucas portas CMOSPorm torna-se um problema srio na presena de cargas capacitivas elevadas (0,5 pF)Necessidade de lidar com tempos de propagao desastrososContudo, devido a alta transcondutncia, os transistores TBJ so capazes de fornecer correntes de sada maioresNaturalmente possui maior dissipao de potncia

ELT017 - Circuitos Integrados Digitais4Tecnologia BiCMOS (3)Tecnologia BiCMOS apropriada para implementao de circuitos analgicosTorna possvel a realizao de funes analgicas e digitais em uma mesma pastilhaSurge o SoC System on a ChipTecnologia de processamento mais complexa que CMOSELT017 - Circuitos Integrados Digitais5O inversor bicmosELT017 - Circuitos Integrados Digitais6O inversor BiCMOS (1)Todos os modelos de transistores BiCMOS so baseados no uso de transistores npn para aumentar a capacidade de corrente do inversor CMOSCascateamento dos transistores QN e QP com um transistor npnFormam um dispositivo complementar CMOS-TBJELT017 - Circuitos Integrados Digitais7

O inversor BiCMOS (2)Tais dispositivos compostos retm a caracterstica de alta impedncia de entrada do transistor MOSApresentam um gm melhoradoMultiplicao do gm MOS pelo do TBJ

ELT017 - Circuitos Integrados Digitais8

Operao do inversor BiCMOS (2)Quando vi baixoQN quanto Q2 esto cortados QP conduz e fornece corrente para a base de Q1 Elevada corrente de sada carrega a capacitnciaPequeno atraso de propagao de baixo-alto, tPLHTransistor Q1 corta quando vo atinge VDD VBE1Logo o nvel alto da sada no VDDQuando vi altaQP quanto Q1 esto cortados QN conduz e fornece corrente para a base de Q2 Q2 drena uma alta corrente e descarrega a capacitnciaPequeno atraso de propagao de alto-baixo, tPHLTransistor Q2 corta quando vo atinge VBE2Logo o nvel alto da sada maior que zero

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Desvantagens do inversor BiCMOSReduo da excurso do sinal lgico de sadaMargens de rudo reduzidasAtrasos de desligamento relativamente longos de Q1 e Q2No h caminhos eltricos para escoamento das cargas da baseAdiciona-se um resistor na base de cada TBJQuando Q1 e Q2 cortam, as cargas armazenadasfluem para o terra atravs de R1 e R2A adio de R2 funciona como resistor abaixadore vo tende ao terra, mas com lentidoTanto R1 quanto R2 drenam correntes das bases de Q1 e Q2, reduzindo a capacidade de transferncia decorrente ELT017 - Circuitos Integrados Digitais10

Implementao do inversor BiCMOS (1)Na prticas, os dispositivos QNR1 e QNR2 so utilizados para implementar os resistores R1 e R2QNR1 e QNR2 so projetados para conduzir apenas quando necessrioELT017 - Circuitos Integrados Digitais11

Implementao do inversor BiCMOS (2)R1 est conectado sada do inversorNo h mais dissipao de potncia estticaR1 funciona como resistor levantador, puxando a sada do n vo para VDD atravs de QP, que continua conduzindo depois que Q1 cortaO projeto impede que Q1 e Q2 conduzam simultaneamenteQ1 e Q2 nunca saturamLimitaria a corrente de carga e descarga em IBReduz a velocidade de corte do transistorELT017 - Circuitos Integrados Digitais12

Portas Lgicas BiCMOsELT017 - Circuitos Integrados Digitais13Portas Lgicas BiCMOSLgica realizada pela parte CMOS da portaCircuitos bipolares operam como estgio de sadaLogo o procedimento o mesmo para a famlia CMOSNE de duas entradas BiCMOSELT017 - Circuitos Integrados Digitais14

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