eletrônica digital

Eletrônica DigitalEletrônica Digital

prof. Victory Fernandesprof. Victory [email protected]@yahoo.com.br

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Referências

FloydCapítulo 14 pagina 800

TocciReferências da internet

Nomenclatura

1. Standart prefixTexas instruments SNNational Semiconductors DMSignetics S(…)

2. Temperature Range54 – Military74 – Commercial

Nomenclatura

3. Family Blank – Transistor-Transistor Logic ABT – Advanced BiCMOS Technology ABTE – Advanced BiCMOS Technology/Enhanced Transceiver Logic AC/ACT – Advanced CMOS Logic AHC/AHCT – Advanced High-Speed CMOS Logic ALB – Advanced Low-Voltage BiCMOS ALS – Advanced Low-Power Schottky Logic

ALVC – Advanced Low-Voltage CMOS Technology AS – Advanced Schottky Logic AVC – Advanced Very Low-Voltage CMOS Logic BCT – BiCMOS Bus-Interface Technology

Nomenclatura

3. Family CBT – Crossbar Technology CBTLV – Low-Voltage Crossbar Technology F – F Logic FB – Backplane Transceiver Logic/Futurebus+ GTL – Gunning Transceiver Logic HC/HCT – High-Speed CMOS Logic HSTL – High-Speed Transceiver Logic LS – Low-Power Schottky Logic LV – Low-Voltage CMOS Technology LVC – Low-Voltage CMOS Technology LVT – Low-Voltage BiCMOS Technology

Nomenclatura

3. Family S – Schottky Logic SSTL – Stub Series-Terminated Logic TVC – Translation Voltage Clamp Logic

Nomenclatura

4. Special FeaturesBlank = No Special FeaturesD – Level-Shifting Diode (CBTD)H – Bus Hold (ALVCH)R – Damping Resistor on Inputs/Outputs (LVCR)S – Schottky Clamping Diode (CBTS)

Nomenclatura

5. Bit WidthBlank = Gates, MSI, and Octals1G – Single Gate8 – Octal IEEE 1149.1 (JTAG)16 – WidebusE (16, 18, and 20 bit)18 – Widebus IEEE 1149.1 (JTAG)32 – Widebus+E (32 and 36 bit)

Nomenclatura

6. OptionsBlank = No Options2 – Series-Damping Resistor on Outputs4 – Level Shifter25 – 25-W Line Driver

Nomenclatura

7. Function244 – Noninverting Buffer/Driver374 – D-Type Flip-Flop573 – D-Type Transparent Latch640 – Inverting Transceiver

Nomenclatura

8. Device RevisionBlank = No RevisionLetter Designator A–Z

Nomenclatura

9. PackageD, DW – Small-Outline Integrated Circuit (SOIC)DB, DL – Shrink Small-Outline Package (SSOP)DBB, DGV – Thin Very Small-Outline Package

(TVSOP)DBQ – Quarter-Size Outline Package (QSOP)DBV, DCK – Small-Outline Transistor Package (SOT)DGG, PW – Thin Shrink Small-Outline Package

(TSSOP)

Nomenclatura

9. PackageN, NP, NT – Plastic Dual-In-Line Package (PDIP)FN – Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC)GKE, GKF – MicroStar BGAE Low-Profile Fine-PitchBall Grid Array (LFBGA)NS, PS – Small-Outline Package (SOP)PAG, PAH, PCA, PCB, PM, PN, PZ –Thin Quad Flatpack (TQFP)PH, PQ, RC – Quad Flatpack (QFP)

Encapsulamento

THT (Through Hole Technology);SIP (Single In-line Package)DIP (Dual In-Line Package)ZIP (Zig-Zag In-Line Package)

Encapsulamento DIP

Pinagem

Encapsulamento

SMT (Surface Mount Technology)SMD (Surface Mount Device)

PGA (Pin Grid Array)SOIC (Small Outline Integrated Circuit)PLCC (Plastic Leadless Chip Carrier)LCCC (Leadless Ceramic Chip Carrier)

Níveis de integração

Referem-se ao número de portas lógicas que o CI contém.

SSI (Small Scale Integration)Integração em pequena escala: São os CI com menos de 12 portas lógicas.

MSI (Medium Scale Integration)Integração em média escala: Corresponde aos CI que têm entre 12 a 99 portas lógicas

LSI (Large Scale Integration)Integração em grande escala: Corresponde aos CI que têm entre 100 a 9 999 portas lógicas.

VLSI (Very Large Scale Integration)Integração em muito larga escala: Corresponde aos CI que têm entre 10 000 a 99 999 portas lógicas.

ULSI (Ultra Large Scale Integration)Integração em escala ultra larga: Corresponde aos CI que têm 100 000 ou mais portas lógicas.

Soquetes

Permitir e facilitar troca de componentesProteger contra aquecimento durante

processo de solda

Soquetes

ZIF (Zero Insertion Force)

Placas

PCB (Printed Circuit Board)

CIs de Portas Lógicas

TTL (Transistor-Transistor Logic)Utiliza transistor bipolar de junção (TBJ) para

implementar as portas lógicas

CMOS (Complementary Metal-Oxide semiconductor)Utiliza transistor de efeito de campo (MOSFET)

para implementar as portas lógicas

Transistores

Há 2 tipos principais de dispositivos de 3 terminais com semicondutoresTransistor bipolar de junção (TBJ) Transistor de efeito de campo (FET)

Field Efect Transistor

Transistores

O TBJ constitui-se de 3 regiões semicondutoras: o emissor (E), a base (B) e o coletor (C) e podem ser do tipoNPNPNP

Porta NOTTransistor em Saturação

B

E

C

Porta NOTTransistor em Corte

B

E

C

Transistores

FETO nome efeito de campo deriva-se do fato de que

a corrente no dispositivo é controlada pelo ajuste da tensão aplicada externamente

Dreno (drain, D), Fonte (source, S) e o "controle do portão" (gate, G)

Propriedades Operacionaisdos CIs

Níveis de TensãoImunidade a RuídoDissipação de PotênciaTempo de AtrasoFan-Out

Tensão de alimentação CC

TTL+5V

CMOS+5V+3,3V+2,5V+1,2V

Níveis de Tensão

Especificações de níveis lógicosVIL – Faixa de tensão de ENTRADA que

representa nível BAIXOVIH – Faixa de tensão de ENTRADA que

representa nível ALTOVOL – Faixa de tensão de SAÍDA que representa

nível BAIXOVOH – Faixa de tensão de SAIDA que representa

nível ALTO

Níveis de TensãoTTL +5V

VIL – 0 a 0,8V

VIH – 2 a 5V

VOL – 0 a 0,4V

VOH – 2,4 a 5V

Níveis de TensãoCMOS +5V

VIL – 0 a 1,5V

VIH – 3,3 a 5V

VOL – 0 a 0,33V

VOH – 4,4 a 5V

Imunidade a Ruído

Capacidade do circuito de tolerar flutuações indesejadas na tensão de entrada sem alterar seu valor na saída

Margem de Ruído (noise) [V]VNH – Margem de ruído de nível ALTO

VNL – Margem de ruído de nível BAIXO

Margem de Ruído

VNH = VOH (min) – VIH (min)

VNL = VIL(max) – VOL(max)


1ª Lei de Ohm?

2ª Lei de Ohm?


5,0V

2,4V

5,0V

2,0V

------- -------

--------------

} VNH

1ª Lei de Ohm? V [V]=R [Ω] *I [A]

2ª Lei de Ohm? )( ]2[

][]..[][

mA

mLmR


0,4V

0,0V

0,8V

0,0V

--------------

------- -------

} VNL

Margem de Ruido

Fontes de ruídoInterferências eletro-magnéticas em geralEmendas e conectores de má qualidadeEmendas e conectores expostos a condições

irregulares (água, etc)Queda de tensão no canal e capacitância da

linha

Margem de Ruído

TTL CMOS Min Max Min MaxVIL 0 0,8 0 1,5VIH 2 5 3,3 5VOL 0 0,4 0 0,33VOH 2,4 5 4,4 5

VNH = VOH (min) – VIH (min) 0,4 1,1VNL = VIL(max) – VOL(max) 0,4 1,17

Dissipação de Potência

PD – Potência dissipadaPD = VCC * ICC

ICCH – Corrente drenada da fonte quando em nível ALTO

ICCL – Corrente drenada da fonte quando em nível BAIXOValores da ordem de 1 a 20mA

Dissipação de Potência

Quando porta pulsandoICC = (ICCH + ICCL)/2

Dissipação de PotênciaCMOS vs. TTL

TTL – Constante para faixa de frequência de operação

CMOS – Varia de acordo com frequência de operação. Dissipação muito baixa em condições estáticas

e aumenta conforme a frequência aumenta

Dissipação de PotênciaCMOS vs. TTL

TTLDa ordem de 2,2miliW

CMOS2,75microW (estática)170microW (a 100KHz)

Tempo de Atraso de Propagação

Atraso entre variação da saída em função da entradatPHL = Tempo quando a saída comuta de ALTO

para BAIXOtPLH = Tempo quando a saída comuta de BAIXO

para ALTO


Quanto maior o tempo de atraso menor a frequência máxima que um circuito pode operar

Produto Velocidade-Potência [pJ]Base de comparação quando relação é decisiva

na escolha de um circuito, quanto menor o produto melhor.

CMOS = 1,2pJ a 100kHzTTL = 22 pJ

Fan-Out

Existe um limite no número de cargas (portas acionadas) que uma porta pode acionar

Fan-Out

CMOS – Fan-Out depedente da frequência de operaçãoQuanto menos portas maior a frequência de

operação

TTL (LS) – em média 20 portas

Valores Típicos TTL

Precauções no ManuseioTTL e CMOSEntradas não usadas devem ser

aterradas ou ligadas ao Vcc caso contrário o CI pode ter comportamentos estranhos

ExemploErro simulado no proteus

Precauções no ManuseioCMOS

Trannsportar circuitos em espuma condutiva para evitar formação de cargas eletrostáticas.

Pinos não devem ser tocadosTrabalhar com pulseira anti-estática

Todas as ferramentas devem ser aterradas

Pinos devem ser colocados para baixo sobre uma superfície aterrada

Não manusei Cis energizados

Pulseira Anti-estática

Dúvidas?

Victory Fernandes E-mail: [email protected] Site: www.tkssoftware.com/victory

mailto:[email protected]

http://www.igara.com.br/victory

Referências Básicas Sistemas digitais: fundamentos e aplicações - 9. ed. /

2007 - Livros - FLOYD, Thomas L. Porto Alegre: Bookman, 2007. 888 p. ISBN 9788560031931 (enc.)

Sistemas digitais : princípios e aplicações - 10 ed. / 2007 - Livros - TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S.; MOSS, Gregory L. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007. 804 p. ISBN 978-85-7605-095-7 (broch.)

Elementos de eletrônica digital - 40. ed / 2008 - Livros - CAPUANO, Francisco Gabriel; IDOETA, Ivan V. (Ivan Valeije). São Paulo: Érica, 2008. 524 p. ISBN 9788571940192 (broch.)

REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES: Eletronica digital: curso prático e exercícios / 2004 - Livros - MENDONÇA,

Alexandre; ZELENOVSKY, Ricardo. Rio de Janeiro: MZ, c2004. (569 p.) Introdução aos sistemas digitais / 2000 - Livros - ERCEGOVAC, Milos D.;

LANG, Tomas; MORENO, Jaime H. Porto Alegre, RS: Bookman, 2000. 453 p. ISBN 85-7307-698-4

Verilog HDL: Digital design and modeling / 2007 - Livros - CAVANAGH, Joseph. Flórida: CRC Press, 2007. 900 p. ISBN 9781420051544 (enc.)

Advanced digital design with the verlog HDL / 2002 - Livros - CILETTI, Michael D. New Jersey: Prentice - Hall, 2002. 982 p. ISBN 0130891614 (enc.)

Eletronica digital / 1988 - Livros - Acervo 16196 SZAJNBERG, Mordka. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1988. 397p.

Eletronica digital : principios e aplicações / 1988 - Livros - MALVINO, Albert Paul. São Paulo: McGraw-Hill, c1988. v.1 (355 p.)

Eletrônica digital / 1982 - Livros - Acervo 53607 TAUB, Herbert; SCHILLING, Donald. São Paulo: McGraw-Hill, 1982. 582 p.

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