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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