Fabrício Campos

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8.4) Características da Série TTL
Existem diversas subfamílias com diferentes
características de capacidade, velocidade e potência
TTL PADRÃO, 74
Não são mais indicados, outros dispositivos têm
desempenho melhor a um custo menos
TTL SCHOTTKY, 74S
A velocidade é limitada pelo chaveamento na família 74
A 74S usa diodos de barreira schottky para aumentar a
velocidade de chaveamento
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8.4) Características da Série TTL
Exemplo família 74S
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8.4) Características da Série TTL
TTL SHOTTKY DE BAIXA POTÊNCIA, 74LS
Menor consumo de potencia e menor velocidade do que a
74S
TTL SCHOTTKY AVANÇADA, 74AS
74AS maior velocidade do que a 74S
Maior fan-out
TTL SCHOTTKY AVANÇADA DE BAIXA
POTENCIA, 74ALS
74ALS melhor velocidade e consumo do que 74LS
TTL FAST, 74F
Atraso de propagação reduzido
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8.4) Características da Série TTL
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8.5) Fan-out e acionamento de carga
Estado 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 carga
Exemplo:
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 BAIXO
Mantendo a entrada normalmente em baixo.
EXEMPLO:
Considere um circuito da família
74LS com IIL=0,4mA. Determine
R.
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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
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.
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8.7) Tecnologia MOS
O MOSFET
Pode ser do tipo enriquecimento CANAL-N ou CANALP
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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 TTL
Usa 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 PINO
FUNCIONALMENTE EQUIVALENTE
ELETRICAMENTE COMPATÍVEL
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8.9) Características da série CMOS
SÉRIE 4000/14000
Primeira série CMOS
Muito baixo consumo
Alimentação 3~15V
Não compatível pino a pino nem eletricamente com TTL
74HC/74HCT (HIGH SPEED CMOS)
74HC é 10 vezes mas rápido do que 74LS
Compatível pino a pino e funcionalmente com TTL
74HCT é eletricamente compatível com TTL
Pode ser ligada diretamente a qualquer TTL
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8.9) Características da série CMOS
74AC/74ACT (CMOS AVANÇADA)
Comparando com HC:
Maior imunidade ao ruído
Menos atraso de propagação
Maior velocidade de clock
Funcionamento compatível com TTL mas não pino a
pino
74AC11004 = 74HC04
74AHC/74AHCT (ADVANCED HIGH-SPEED)
Comparando com HC:
Alta imunidade
Baixo consumo
Até 3 vezes mas rápidos
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8.9) Características da série CMOS
LÓGICA BiCMOS (5V)
Combina baixo consumo de CMOS e alta velocidade dos
circuitos bipolares
Geralmente usados em barramentos (latches, buffers,
drivers, ...)
Compatível pino a pino com TTL
Tensão de alimentação
4000/14000: 3~15V
74HC/HCT/AC/ACT/AHC/AHCT: 2~6V
Séries especiais: 2,5~3,3V
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8.9) Características da série CMOS
De modo geral CMOS tem margens de ruído maiores
do que TTL
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8.9) Características da série CMOS
Dissipação de potencia PD aumenta com a frequência
Quando 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
carga
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8.9) Características da série CMOS
FAN-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 3ms
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8.9) Características da série CMOS
Entradas não usadas
Entradas CMOS nunca devem ficar desconectadas
Comparando CMOS com TTL:
Velocidade de operação menor
Menor consumo de potencia
Margem de ruído melhor
Faixa maior para tensão de alimentação
Fan-out maior
Menos área no chip
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8.10) Tecnologia de baixa tensão
Maior integração implica em:
Circuitos mais próximos
Menor atraso de propagação
Isolação mais estreita
Maior dissipação de potência
Para reduzir estes efeitos reduzimos a tensão
Série 74LVC (LOW-VOLTAGE CMOS)
Série 74AVC (ADVANCED VERY-LOW-VOLTAGE
CMOS) 1,2~3,3V
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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 aberto
e dreno aberto
Podemos precisar compartilhar um barramento com mais
de uma saída. Como fazer isso?
Saídas totem-pole nunca devem ser conectadas juntas
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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 ABERTO
Um 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
7406 tem seis inversores, pode drenar até 40mA cada
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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:
ALTO
BAIXO
ALTA IMPEDANCIA (HI-Z)
As saídas são conectadas para compartilhar um fio comum
OE=1 (ALTO ou BAIXO)
OE=0 (HI-Z)
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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 TTL
ESTADO ALTO:
Atende aos requisitos de tensão e corrente
ESTADO BAIXO:
Pode não atender aos requisitos de corrente
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8.16) Interfaceamento de CI’s
CMOS acionando TTL
Exemplo: uma saída 74HC acionando três entradas 7406
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
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8.17) Interfaceamento com tensão mista
SAÍDAS DE BAIXA TENSÃO ACIONANDO CARGAS DE
ALTA TENSÃO
USAREMOS UM CIRCUITO CONVERSOR DE NÍVEL
74AVC1T45
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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 analógica
Sua saída é digital
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