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Eletrônica Digital. prof. Victory Fernandes [email protected] www.tkssoftware.com/victory. Referências. Floyd Capítulo 14 pagina 800 Tocci Referências da internet. Nomenclatura. 1. Standart prefix Texas instruments SN National Semiconductors DM Signetics S (…) - PowerPoint PPT Presentation
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Eletrônica DigitalEletrônica Digital
prof. Victory Fernandesprof. Victory [email protected]@yahoo.com.br
www.tkssoftware.com/victorywww.tkssoftware.com/victory
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)
VNH = VOH (min) – VIH (min)
1ª Lei de Ohm?
2ª Lei de Ohm?
VNH = VOH (min) – VIH (min)
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
VNL = VIL(max) – VOL(max)
VNL = VIL(max) – VOL(max)
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
Tempo de Atraso de Propagação
Tempo de Atraso de Propagação
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
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
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.