Circuitos Digitais Bipolares

Circuitos Digitais em
Tecnologias Bipolares
EEL410 – Eletrônica II
Prof. Carlos Fernando Teodósio Soares
Um Inversor Lógico Bipolar Simples

Característica de transferência de Tensão:

Obtenha a característica de transferência de tensão e as
margens de ruído do inversor apresentado na figura abaixo
onde VCC = 5 V, RB = 10 kW, RC = 1 kW e considere um
transistor com b = 100.
Transistor Operando como Chave

Operação dinâmica do inversor lógico:
Circuitos Digitais Bipolares

Resistor-Transistor Logic (RTL)

Circuitos lógicos compostos apenas por resistores e
transistores bipolares
Tabela Verdade
Entrada
Saída
0
1
1
0
Porta NOT (Inversor)
Circuitos Digitais Bipolares

Resistor-Transistor Logic (RTL)

Circuitos lógicos compostos apenas por resistores e
transistores bipolares
Tabela Verdade
AB
Y
00
1
01
0
10
0
11
0
Porta NOR
Circuitos Digitais Bipolares

Resistor-Transistor Logic (RTL)

Circuitos lógicos compostos apenas por resistores e
transistores bipolares
Tabela Verdade
AB
Y
00
1
01
1
10
1
11
0
Porta NAND
Circuitos Digitais Bipolares

Desvantagens da Família RTL:
Transistores operam na região de saturação, o que torna os
circuitos mais lentos, pois a transição saturação-corte leva
muito tempo.
 Portas RTL possuem um Fan-Out limitado pelo resistor de
coletor. Reduzir esse resistor para aumentar o Fan-Out,
eleva o consumo de potência, que já é alto.
 O processo de carregamento da capacitância de saída é
bastante lento.

Circuitos Digitais Bipolares

Diode-Transistor Logic (DTL)

Circuitos lógicos compostos apenas por resistores, diodos e
transistores bipolares
Tabela Verdade
Entrada
Saída
0
1
1
0
Porta NOT (Inversor)
Circuitos Digitais Bipolares

Diode-Transistor Logic (DTL)

Circuitos lógicos compostos apenas por resistores, diodos e
transistores bipolares
Tabela Verdade
AB
Y
00
1
01
1
10
1
11
0
Porta NAND
Circuitos Digitais Bipolares

Aumentando o Fan-Out da porta NAND DTL

Substitui-se um dos diodos por um transistor:
Circuitos Digitais Bipolares

Vantagens da Família DTL:


Fan-Out é significativamente maior na família DTL em
comparação com a família RTL.
Desvantagens da Família DTL:
O transistor de saída continua entrando em saturação,
tornando a operação da porta lenta.
 O carregamento da capacitância de saída também é
realizada através do resistor de coletor, o que também
torna o circuito mais lento.

Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

Melhorias da Família TTL:
Circuito de Entrada tem o objetivo de retirar o transistor da
saturação mais rapidamente.
 Circuito de saída totem-pole para carregar e descarregar
rapidamente a capacitância de saída.

Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

O Inversor Lógico TTL (7404):
Tabela Verdade
Entrada
Saída
0
1
1
0
Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

A Porta NAND TTL (7400):
Tabela Verdade
AB
Y
00
1
01
1
10
1
11
0
Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

Construção Física dos Transistores:
Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

A Porta NOR TTL (7402):
Tabela Verdade
AB
Y
00
1
01
0
10
0
11
0
Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

Inversor Lógico TTL
Tristate:
Tabela Verdade
S
A
Y
1
0
1
1
1
0
0
X
Z
Transistor--Transistor Logic (TTL)
Transistor

Porta NAND TTL com Coletor Aberto (7401):
VOUT = 30 V
IOUT = 250 mA
Família TTL Schottky

Porta NAND TTL Schottky (74S00):
Família TTL Low Power Schottky

Porta NAND TTL Low Power Schottky (74LS00):
Comparação de Desempenho

Comparação entre as Famílias Lógicas Bipolares
TTL
TTL
Schottky
TTL
Low Power
Schottky
tP (ns)
10
3
10
P (mW)
10
20
2
tP x P
100
60
20