ETAPA 1 - Circuitos Integrados

Introdução 2

ETAPA 1 - Circuitos Integrados 3

• Classificação dos circuitos 3

Conhecendo as Famílias TTL e CMOS 3

• Família TTL 4

• Família CMOS 5

ETAPA 2 - Flip-Flops e circuitos sequenciais 7

• Circuitos Sequenciais 7

• Flip-Flop 7

• Testes propostos 8

ETAPA 3 - Codificador e Decodificador 9

• Desafio 10

• Mapa de Karnaugh 11

• Desafio finalizado. 13

ETAPA 4 – Desenvolvimento de um Semáforo 14

Conclusão 15

Bibliografia 16

Introdução

São de fundamental entendimento da eletrônica digital, o conhecimento de alguns componentes, seus funcionamentos e utilização dentro da eletrônica.

As próximas páginas iram apresentar circuitos integrados, do que se tratam e como são produzimos e abordaremos as suas principais famílias que são as TTL e CMOS e as principais características e diferenças entre elas. E a forma adequada de manuseá-los.

Na próxima etapa abordaremos os circuitos sequenciais, dando ênfase no Flip-Flop e comentaremos os seus funcionamentos e características, e apresentamos resultados com testes práticos desenvolvidos no programa Electronics Workbench.

Com a terceira etapa explicamos as diferenças de codificadores e decodificadores, dando destaque para os decodificadores de números binários para decimais, onde desenvolvemos um circuito demonstrativo.

Todos os testes propostos estão disponíveis em uma mídia de CD que segue junto a este relatório.

ETAPA 1 - Circuitos Integrados

Os circuitos integrados são constituídos por um conjunto de transístores, díodos, resistências e condensadores, fabricados num mesmo processo, sobre uma substância comum semicondutora de silício que se designa vulgarmente por chip.

O circuito integrado é muito pequeno. A maior parte do tamanho externo do circuito integrado deve-se à caixa e às ligações do chip aos terminais externos.

Classificação dos circuitos integrados quanto ao processo de fabrico:

• Circuito integrado monolítico (o seu processo de fabrico baseia-se na técnica planar)

• Circuito integrado pelicular (película delgada – thin-film - ou película grossa – thick-film)

• Circuito integrado multiplaca

• Circuito integrado híbrido (combinação das técnicas de integração monolítica e pelicular)

Conhecendo as Famílias TTL e CMOS

Os circuitos lógicos digitais são parte integrante de uma grande quantidade de projetos. Eles se baseiam totalmente em duas grandes famílias de circuitos integrados que são as TTL e CMOS sendo compatíveis entre si.

Família TTL

Trata-se de uma porta NAND de duas entradas que logo chama a atenção pelo fato de empregar um transistor de dois emissores. A característica mais importante desta família está no fato de que ela é alimentada com uma tensão de 5V. Assim, para os seus componentes o nível lógico 0 é sempre a ausência de tensão ou 0 V, enquanto que o nível lógico 1 é sempre uma tensão de +5 V. Os níveis lógicos para serem reconhecidos devem estar dentro de faixas bem definidas, uma porta TTL reconhecerá como nível 0 as tensões que estiverem entre 0 e 0,8 V e como 1 as que se encontrarem numa outra faixa entre 2,4 e 5 V.

Há centenas de circuitos integrados TTL disponíveis no mercado para a realização dos projetos. A maioria deles está em invólucros DIL de 14 e 16 pinos, veja a seguir.

As funções mais simples são as portas, que são disponíveis numa certa quantidade em cada integrado e usam circuitos integrados de poucos pinos. No entanto, à medida que novas tecnologias foram sendo desenvolvidas permitindo a integração de uma grande quantidade de componentes surgiu a possibilidade de se colocar em um circuito integrado não apenas umas poucas portas e funções adicionais como flip-flops, decodificadores e outros, mas já interligados de uma determinada forma que seja muito empregada ou que tenha uma aplicação específica. Diversas etapas no aumento da integração foram obtidas.

Família CMOS

CMOS significa Complementary Metal-Oxide Semiconductor e se refere a um tipo de tecnologia que utiliza transistores de efeito de campo ou FET em lugar dos transistores bipolares comuns (como nos circuitos TTL) na elaboração dos circuitos integrados digitais.

Os transistores de efeito de campo usados nos circuitos integrados CMOS ou MOSFETs têm a estrutura básica mostrada na figura 1 onde também aparece seu símbolo.