Funções E Portas Logicas

2 - DESENVOLVIMENTO

Circuitos Integrados utilizados em Circuitos Digitais

Um circuito integrado pode ser definido como sendo um conjunto de componentes de elementos de circuito, como resistores, diodos, capacitores e transistores, formados e interligados de forma simultânea dentro de um mesmo corpo, normalmente

uma pastilha de silício, constituindo um dispositivo único que realiza a função do circuito.

• Vantagens da utilização de circuitos integrados.

Os circuitos integrados são indicados principalmente em aplicações que têm funções repetitivas e possuem espaços limitados.

• Tamanho e peso.

As pequenas dimensões de um circuito integrado, se comparadas com o espaço necessário para adicionar os componentes equivalentes, constituem uma vantagem enorme. Dessa forma, um circuito integrado, contendo centenas de componentes, pode ter o tamanho de um único transistor normal. Como possui dimensões reduzidas, os circuitos integrados acabam também diminuindo o peso, o que é uma vantagem para a maioria das aplicações.

• Potência.

Por possuir uma dimensão menor, os circuitos integrados consomem menos potência, aquecem menos e por isso não necessitam de grandes sistemas de refrigeração, o que traz economia.

• Alta velocidade.

Como o tamanho de um circuito integrado é muito reduzido, os sinais levam pouco tempo para percorrê-lo, permitindo altas velocidades. Esta é uma grande vantagem para aplicações complexas, nas quais milhares de operações são necessárias.

• Confiabilidade.

Os circuitos integrados são fabricados com excepcional controle de qualidade, e todos os seus elementos internos são perfeitamente conectados. Normalmente, um circuito integrado é 50 vezes mais confiável que um circuito convencional. Alguns circuitos integrados especiais, para as aplicações da indústria aeroespacial, possuem índice de falhas menor do que 0,001% por 1.000 horas de operação.

• Custo.

Um circuito integrado tem um custo menor do que o custo total de componentes e materiais que seriam necessários para montar um circuito equivalente. O custo cai à medida que mais componentes podem ser inseridos em um único chip.

• Facilidade de manutenção.

É mais fácil realizar a manutenção em circuitos integrados complexos, que utilizam circuitos integrados, do que se estes fossem constituídos apenas de componentes individuais. Como a maioria dos circuitos integrados correspondem a determinadas partes ou estágios desse circuito complexo, fica mais fácil de encontrar o componente defeituoso. Dessa forma, as exigências de tempo e de pessoal de manutenção são reduzidas, sem falar nos estoques e peças.

• Desvantagens da utilização de circuitos integrados. Limitação de tipos.

A tecnologia utilizada para a fabricação de circuitos integrados é muito cara e, portanto, será justificada apenas se a produção for de alta quantidade de peças, geralmente na casa de milhões de unidades. Não se justifica, economicamente, produzir apenas algumas centenas ou milhares de unidades. Por isso, existem apenas alguns tipos de circuitos integrados de uso geral no mercado.

• Limitação de correntes e tensões.

Em razão de seu pequeno tamanho, os circuitos integrados não podem trabalhar com altas tensões e correntes. As altas tensões romperiam seu sistema de isolamento interno.

Correntes altas geram mais calor, o que faz com que seja necessária uma área maior para dissipar o calor, e sabemos que a característica do circuito integrado é ser pequeno, portanto, com pequena área.

• Escala de integração.

Quanto à escala, podemos classificar os circuitos integrados em:

SSI: integração em baixa escala: até 100 componentes integrados.

MSI: integração em média escala: de 100 até 1.000 componentes integrados.

LSI: integração de grande escala: de 1.000 a 10.000 componentes integrados.

VLSI: integração de escala muito grande: acima de 10.000 componentes integrados.

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• Modo de operação.

Em relação ao modo de operação dos circuitos integrados, podemos classificá-los em dois grupos: circuitos integrados lineares (analógicos) e circuitos integrados digitais.

• Circuitos integrados lineares (analógicos).

São aqueles em que a corrente e a tensão podem assumir qualquer valor dentro de uma determinada faixa contínua de valores. Podem ser encontrados em rádios, televisores, amplificadores, monitores de vídeo, etc.

• Circuitos integrados digitais.

São aqueles cuja corrente a tensão assumem apenas valores discretos, ou seja, não existem valores intermediários entre dois valores sucessivos. Podem ser encontrados em microcomputadores, relógios, calculadores e em qualquer equipamento de manipule dados digitais.

Circuitos Integrados da Família TTL e CMOS

• Família Lógica TTL.

TTL significa Transistor-Transistor – Logic (Lógica Transístor-Transístor). A tensão de alimentação se restringe a 5V contínuos, tendo, porém, uma faixa