Fabrício Campos

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8.4) Características da Série TTLExistem diversas subfamílias com diferentes

características de capacidade, velocidade e potência

TTL PADRÃO, 74Não são mais indicados, outros dispositivos têm desempenho melhor a um custo menos

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desempenho melhor a um custo menos

TTL SCHOTTKY, 74SA velocidade é limitada pelo chaveamento na família 74A 74S usa diodos de barreira schottky para aumentar a velocidade de chaveamento

8.4) Características da Série TTLExemplo família 74S

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8.4) Características da Série TTL

TTL SHOTTKY DE BAIXA POTÊNCIA, 74LSMenor consumo de potencia e menor velocidade do que a 74S

TTL SCHOTTKY AVANÇADA, 74AS74AS maior velocidade do que a 74SMaior fan-out

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Maior fan-out

TTL SCHOTTKY AVANÇADA DE BAIXA POTENCIA, 74ALS

74ALS melhor velocidade e consumo do que 74LS

TTL FAST, 74FAtraso de propagação reduzido

8.4) Características da Série TTL

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8.5) Fan-out e acionamento de cargaEstado Baixo: IOL pode aumentar a tensão em Q4

alterando VOL

Estado Alto: IOH pode aumentar a tensão em R2, Q3 e D1

alterando VOH

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8.5) Fan-out e acionamento de cargaExemplo:Quantas portas NAND 74ALS00 podem ser acionadas pela saída de uma porta NAND 74ALS00 ?

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8.6) Outras Características da Série TTL

ENTRADA DESCONECTADA (FLUTUANDO)Para circuitos TTL, uma entrada aberta atua exatamente como o nível lógico 1.Entretanto não é recomendado.

COLOCANDO ENTRADAS TTL EM NÍVEL BAIXOMantendo a entrada normalmente em baixo.

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Mantendo a entrada normalmente em baixo.

EXEMPLO:Considere um circuito da família

74LS com IIL=0,4mA. Determine R.

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

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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

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8.7) Tecnologia MOS

CANAL-N como chave

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8.7) Tecnologia MOS

CANAL-P como chave

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8.8) CMOS - Lógica MOS Complementar

Mais fácil de fabricar do que TTLUsa P-MOS e N-MOS

Inversor CMOS

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8.8) CMOS - Lógica MOS Complementar

NAND CMOS

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8.8) CMOS - Lógica MOS Complementar

NOR 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

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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

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De 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

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uma saída pode acionar Tipicamente cada carga CMOS aumenta o atraso de

propagação em 3ms

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

8.10) Tecnologia de baixa tensão

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8.10) Tecnologia de baixa tensão

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Advanced Ultra-low-voltage CMOS (AUC)

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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)

8.12) Saídas TRISTATE

Buffers tristate

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8.16) Interfaceamento de CI’s

Como 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’s

CMOS acionando TTLExemplo: uma saída 74HC acionando três entradas 7406

74HC00 pode absorver 4mA, mas a entrada IIL do 7406 é 1,6mAA corrente total de carga seria 1,6m x 3 = 4,8mA

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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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