Circuitos Lógicos

1. Introdução

Circuitos lógicos visa compreender os princípios da tecnologia digital, os quais são encontrados com frequências nas indústrias e no dia a dia. No qual podemos usar como exemplo o computador.

Nas operações de um computador, são utilizadas combinações aritmética e lógicas básicas, como somar bits, complementar bits, comparar bits, mover bits, que nada mais é que somar, subtrair, comparar resultados ou entradas e mover bits de uma saída para acionamento de um comando ou para outra porta lógica e etc.

E algumas das vantagens de utilizar circuitos digitais são: Por que são fáceis de projetar no caso de circuitos de chaveamento, tem maior precisão, as operações podem ser programadas e são mais imunes a ruídos os quais são importantes para a eletrônica de precisão.

Por tanto nesse trabalho veremos funções e portas lógicas, as quais fazem partes da matéria de circuitos lógicos.

2. Circuito Integrado em Sistemas Digitais

Após a invenção do transistor, o próximo passo da eletrônica foi transformar circuitos eletrônicos analógicos e digitais em um único componente, o qual é chamado de “CIRCUITO INTEGRADO”. Um dos circuitos integrados mais conhecidos são os microprocessadores, os quais são componentes principais de um computador.

Os circuitos integrados permitiram também implementar nos sistemas digitais uma maneira mais simples e segura, na programação e na construção de circuitos eletrônicos, tendo assim maior precisão.

Os circuitos integrados são construidos basicamente por transístores, resistores, díodos e condensadores.

Na construção dos circuitos integrados, existem varias tipos de portas lógicas, através dos diodos, transistor e resistores. Os tipos de portas lógicas são OU (OR), E (AND), NÃO (NOT), NOR (NÃO OU), NAND (NÃO E) e “OU EXCLUSIVO”.

(Figura 1)

A figura 1 é um exemplo de um circuito integrado composto somente de portas lógicas E (AND).

(Figura 2)

A figura 2 é um exemplo de circuito integrado usando somente portas lógicas NAND (NÃO E).

(Figura 3)

A figura 2 é um exemplo de circuito integrado usando somente portas lógicas NOR (NÃO OU).

As figuras acima são alguns exemplos de circuitos integrados, normalmente os mesmos são compostos por diversos tipos de portas lógicas em um único componente ou circuito integrado, como os microprocessadores, que na sua composição tem portas lógicas E, OU, NOR e etc.

E os circuitos integrados normalmente trabalham com uma tensão de 5V na pratica, na teoria essa tensão é denominada (0 ou 1).

3. Circuitos Integrados TTL e CMOS

Circuitos Integrados TTL (Transistor-Transistor Logic) ou Lógica Transistor – Transistor, são construídos de transistores bipolares (BJT) e resistores. O nome e dado por que ocorre as funções de portas lógicas e amplificadores no mesmo componente.

O circuito integrado TTL se tornou popular em 1962, quando a Texas Instruments introduziu a série 7400 em seus aparelhos.

O circuito integrado TTL tem uma das principais características, que é trabalhar com uma tensão de 5V para níveis lógicos altos, e são construídos basicamente por transistor, por serem mais resistentes a eletricidade estática.

E os circuitos integrados TTL frequentemente são utilizados em computadores, sintetizadores e controles industriais.

A figura 4 é um exemplo da construção interna do TTL, usando a função das portas lógicas NAND.

(Figura 4)

Os circuitos integrados CMOS (Complementary Metal - Oxide Semiconductor) ou Semicondutor Metal - Óxido Complementar, são constituídos por transistores FET, tanto de tipo P e tipo N.

Os circuitos integrados CMOS tem como principal característica, o consumo de energia muito baixo, tendo baixa dissipação de calor e a possibilidade de alta densidade de integração.

Os circuitos integrados CMOS são muito utilizados em microprocessadores, microcontroladores, memórias RAM, calculadoras, relógios e etc.

Nos computadores uma das utilizações dos circuitos integrados CMOS são: para a memória, relógio e calendário, devido os mesmos terem que operar também com o computador desligado, através de uma pequena bateria de lítio, e somente com tecnologia CMOS que se conseguem trabalhar com pequenas tensões, como as da bateria de lítio.

A Figura 5 tem como exemplo a construção interna dos circuitos integrados CMOS utilizando transistores NPN e PNP ou tipo P e tipo N.

(Figura 5)

4. Conclusão

Concluímos que, a utilização dos circuitos lógicos são encontrados com frequências nas indústrias e no dia a dia, como por exemplo, o computador. A utilização dos circuitos lógicos tem vantagens por oferecer facilidades nos projetos eletrônicos de chaveamento e de circuitos de precisão por também oferecerem maior precisão, tendo um custo econômico bem menor e por ocupar menos espaços, o que interessa cada vez mais a tecnologia.

E com a invenção dos circuitos integrados, mais conhecidos e utilizados como microprocessadores, surgiram então circuitos eletrônicos com varias funções lógicas