Resumo sobre circuitos lógicos

Fig. 1 Tempos de propagação e de transição de nível lógico de uma porta lógica NOT.
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Fig. 2 Pontos críticos na característica de transferência vo(vi) de um inversor genérico.
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Fig. 3 Tecnologia de fabrico de circuito integrado e famílias lógicas.
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Fig. 4 Inversor RTL (Resistor Transistor Logic) e correspondente característica de transferência vo(vi) .
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Fig. 5 Tempo de comutação entre níveis lógicos num inversor RTL (a). Tensão de entrada (b), e corrente de colector (c). Na zona toff é
retirada a carga acumulada na junção BE durante a saturação do TJB, como o transístor está a comutar para a zona de corte a transição
low→high na saída é lenta (d).
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Fig. 6 A inserção de um segundo TJB em série no circuito utilizado para implementar o inversor permite realizar uma porta lógica
NAND dado que vo = A · B .
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Fig. 7 A porta lógica NAND em tecnologia DTL (Diode Transistor Logic). A tensão VBB é usada para facilitar a comutação low→high
na saída.
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Fig. 8 O inversor lógico TTL e a sua característica de transferência vo(vi) .
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Fig. 9 Tensões e correntes no inversor TTL quando a entrada é high. Os círculos indicam a sequência da análise do circuito.
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Fig. 10 Tensões e correntes no inversor TTL quando a entrada é low.
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Fig. 11 A porta lógica NAND realizada em tecnologia TTL. A utilização de um transístor de entrada com dois emissores simplifica a
implementação do circuito.
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Fig. 12 Porta lógica NAND usando transístores e díodos de Schottky (STTL).
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Fig. 13 O inversor NMOS com carga (Q2) de enriquecimento (a) e respectiva característica de transferência vo(vi) (b).
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Fig. 14 O circuito inversor NMOS com carga de depleção (a) e a sua característica de transferência vo(vi) (b).
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Fig. 15 O inversor CMOS (a). Característica de transferência vo(vi) do circuito e zonas de funcionamento dos transístores QP e QN (b).
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Fig. 16 Funcionamento equivalente do inversor CMOS quando a tensão de entrada corresponde ao nível lógico high e quando a tensão
de entrada corresponde ao nível lógico low. Em cada caso, os pontos de funcionamento são dados pela intersecção das características
i(v) dos transístores QP e QN .
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Fig. 17 (a) O circuito inversor CMOS (b) e o seu comportamento equivalente.
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Fig. 18 O comportamento dinâmico de um inversor CMOS pode aproximar-se por uma carga ou de uma descarga exponencial (b). A
figura (d) mostra a parte do circuito que está activa durante a transição high→low, o condensador C representa a capacidade de entrada
da porta lógica seguinte.
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Fig. 19 A realização de portas lógicas em tecnologia CMOS obedece a uma regra dual (complementar), i.e. à inserção de um transístor
NMOS em série corresponde a inserção de um transístor PMOS em paralelo e vice-versa.
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Fig. 20 A inserção de vários transístores em série deve ser compensada pelo aumento, na mesma proporção, da largura dos transístores
para manter o equilíbrio dos tempo de comutação da porta lógica.
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Fig. 21 O interruptor CMOS.
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Fig. 22 O circuito básico de memória latch e o seu princípio de funcionamento. O estado actual depende do estado anterior !
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Fig. 23 Uma implementação simples de um flip-flop SR usando dois inversores CMOS e dois interruptores NMOS.
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Fig. 24 Utilização de um flip-flop SR na implementação de uma célula de memória estática SRAM (Static Random Access Memory).
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Fig. 25 Implementação de uma célula de memória dinâmica DRAM (Dynamic Random Access Memory).
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Fig. 26 Organização física e método de endereçamento de uma memória RAM de 2M+N bits a partir de uma matriz de 2M linhas e 2N
colunas.
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Fig. 27 Organização de uma memória ROM (Read Only Memory) de 8 palavras x 4 bits.
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