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8.7) Tecnologia MOS
MOS – metal-óxido-semicondutor: um eletrodo de metal sobre um óxido isolante sobre um substrato de
semicondutor
MOSFET - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor
UFJF – FABRICIO CAMPOS
O campo elétrico do eletrodo de metal, do lado do oxido isolante, tem um efeito sobre a resistência do substrato
Simples, baixo custo de fabricação, pequeno, consome pouquíssima potência.
8.7) Tecnologia MOSO MOSFET
Pode ser do tipo enriquecimento CANAL-N ou CANAL-P
UFJF – FABRICIO CAMPOS
8.7) Tecnologia MOSO MOSFET
Pode ser do tipo enriquecimento CANAL-N ou CANAL-P
UFJF – FABRICIO CAMPOS
8.8) CMOS - Lógica MOS ComplementarMais fácil de fabricar do que TTL
Usa P-MOS e N-MOS
Inversor CMOS
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8.9) Características da série CMOS
Possuem as mesmas funções lógicas da família TTL e também funções especiais
Termos para substituir famílias:COMPATÍVEL PINO A PINOFUNCIONALMENTE EQUIVALENTE
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ELETRICAMENTE COMPATÍVEL
8.9) Características da série CMOS
SÉRIE 4000/14000Primeira série CMOSMuito baixo consumoAlimentação 3~15VNão compatível pino a pino nem eletricamente com TTL
74HC/74HCT (HIGH SPEED CMOS)
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74HC/74HCT (HIGH SPEED CMOS)74HC é 10 vezes mas rápido do que 74LS Compatível pino a pino e funcionalmente com TTL74HCT é eletricamente compatível com TTLPode ser ligada diretamente a qualquer TTL
8.9) Características da série CMOS74AC/74ACT (CMOS AVANÇADA)
Comparando com HC:Maior imunidade ao ruídoMenos atraso de propagaçãoMaior velocidade de clockFuncionamento compatível com TTL mas não pino a pino
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pino74AC11004 = 74HC04
74AHC/74AHCT (ADVANCED HIGH-SPEED)Comparando com HC:Alta imunidadeBaixo consumoAté 3 vezes mas rápidos
8.9) Características da série CMOSLÓGICA BiCMOS (5V)
Combina baixo consumo de CMOS e alta velocidade dos circuitos bipolaresGeralmente usados em barramentos (latches, buffers, drivers, ...)Compatível pino a pino com TTL
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Tensão de alimentação4000/14000: 3~15V74HC/HCT/AC/ACT/AHC/AHCT: 2~6VSéries especiais: 2,5~3,3V
8.9) Características da série CMOS
UFJF – FABRICIO CAMPOSDe modo geral CMOS tem margens de ruído maiores do que TTL
8.9) Características da série CMOSDissipação de potencia PD aumenta com a frequênciaQuando em estado estático a dissipação de potência é
extremamente baixa
Quando a saída comuta de baixo para alto uma corrente transiente deve ser fornecida devido à capacitância de
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carga
8.9) Características da série CMOSFAN-OUT
CMOS têm resistência de entrada extremamente alta (1012 Ω) e drenam quase nenhuma corrente
Cada entrada tem uma capacitância de 5pF, esta capacitância limita o número de entradas CMOS que uma saída pode acionar .Tipicamente cada carga CMOS aumenta o atraso de propagação em 3ns
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3ns
8.9) Características da série CMOS
Entradas não usadasEntradas CMOS nunca devem ficar desconectadas
Comparando CMOS com TTL:Velocidade de operação menorMenor consumo de potencia
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Menor consumo de potenciaMargem de ruído melhorFaixa maior para tensão de alimentaçãoFan-out maiorMenos área no chip
8.10) Tecnologia de baixa tensão
Maior integração implica em:Circuitos mais próximosMenor atraso de propagaçãoIsolação mais estreitaMaior dissipação de potência
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Para reduzir estes efeitos reduzimos a tensão
Série 74LVC (LOW-VOLTAGE CMOS)
Série 74AVC (ADVANCED VERY-LOW-VOLTAGE CMOS) 1,2~3,3V
8.11) Saídas de coletor abertoe dreno aberto
Saídas totem-pole nunca devem ser conectadas juntas
Podemos precisar compartilhar um barramento com mais de uma saída. Como fazer isso?
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8.11) Saídas de coletor aberto
SAÍDA COLETOR ABERTO
Devemos conectar um resistor de pull-up externo
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8.11) Saídas de coletor aberto
WIRED-AND É usado quando mais de uma saída deve acionar o
mesmo sinal
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8.11) Saídas de coletor aberto
BUFFERS/DRIVERS DE COLETOR ABERTOUm Buffer (Driver) é um circuito lógico que é projetado para ter capacidade de corrente/tensão maior que um dispositivo lógico comum
Saída coletor aberto oferece esta flexibilidade
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7406 tem seis inversores, pode drenar até 40mA cada
8.11) Saídas de coletor aberto
Pode ser usado para acionar leds e bobinas de relés
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8.12) Saídas TRISTATE
Três Estados:ALTOBAIXOALTA IMPEDANCIA (HI-Z)
As saídas são conectadas para compartilhar um fio comumOE=1 (ALTO ou BAIXO) OE=0 (HI-Z)
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OE=1 (ALTO ou BAIXO) OE=0 (HI-Z)
8.16) Interfaceamento de CI’sComo conectar circuitos com características diferentes?
INTERFACEAMENTO: conectar circuitos com características elétricas diferentes
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8.16) Interfaceamento de CI’s
TTL acionando CMOS (5V)Sem problemas quanto aos requisitos de corrente.VOH(min) TTL é muito baixo quando comparado com VIH(min) CMOS, usa-se um resistor de Pull-up para elevar a tensão.
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8.16) Interfaceamento de CI’s
CMOS acionando TTLESTADO ALTO:
Atende aos requisitos de tensão e correnteESTADO BAIXO:
Pode não atender aos requisitos de corrente
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8.16) Interfaceamento de CI’sCMOS acionando TTL
Resolvendo quando não atende os requisitos de corrente:Usar um buffer ou mais portas
74HC125QUAD BUS BUFFERS
(3-STATE) IO=35mA
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8.16) Interfaceamento de CI’s
CMOS acionando TTLExemplo: Uma saída 74HC pode acionar três entradas 7406?
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NÃO: 74HC00 pode absorver 4mA, mas a entrada IIL do 7406 é 1,6mA
A corrente total de carga seria 1,6m x 3 = 4,8mA
8.17) Interfaceamento com tensão mista
SAÍDAS DE BAIXA TENSÃO ACIONANDO CARGAS DE ALTA TENSÃO
USAREMOS UM CIRCUITO CONVERSOR DE NÍVEL74AVC1T45
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8.17) Interfaceamento com tensão mista
SAÍDAS DE ALTA TENSÃO ACIONANDO CARGAS DE BAIXA TENSÃO
Usar circuitos tolerantes à tensão alta na entrada(Entrada tolerante TTL)
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8.18) Comparadores de Tensão
O circuito comparador de tensão pode ser usado no Interfaceamento de sistemas digitais
Sua entrada é analógicaSua saída é digital
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8.19) Exercício: Encontrar pelo menos 8 situações nas quais características dos CIs não foram consideradas adequadamente
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8.19) Exercício: Encontrar pelo menos 8 situações nas quais características dos CIs não foram consideradas adequadamente
1 Consumo total maior do que a capacidade da fonte2 Entradas JK 74S112 deveria estar em 13 Entrada B do 74121 sempre em 1
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3 Entrada B do 74121 sempre em 14 Entradas não conectadas do 4001B5 Fan-Out excedido da 74006 Saídas Totel-pole da 7400 em curto (wired-and)7 Saídas TTL 74S112 conectadas a CMOS sem resistores de pull-up8 Saídas CMOS conectadas em entradas TTL sem Buffer
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