Família TTL

A família TTL é derivada da antiga família DTL, sendo o resultado de uma série de inovações tecnológicas. Uma delas é a utilização nos seus circuitos internos de transistores bipolares de vários emissores, também conhecidos como multiemissores. Vantagens TTL: *eliminação de resistores de entrada; *eliminação de rede de diodos; *maior velocidade de comutação; *maior imunidade a ruídos; *fácil manuseio. Desvantagens TTL: *Tamanho; *Custo; *Baixa impedância de entrada. CMOS A tecnologia MOS tem uma estrutura básica formada por um eléctrodo de metal conectado a uma camada de óxido isolante que é depositada sobre um substrato de silício. Os transístores construídos na técnica MOS são circuitos constituídos a partir de transístores mosFETs construídos a partir da tecnologia MOS. Vantagens CMOS: *Fabricação simples e barata; *Não utiliza resistores; *Alta impedância de entrada; *Menor espaço ocupado. Desvantagens CMOS: *Tempo de atraso de propagação; *Susceptibilidade a danos provocados por electricidade estática; *Menor velocidade de operação em relação a outras famílias lógicas. Publicada por AFCF à(s) 07:49 Neste circuito, quando as entradas ou uma delas estiver no nível baixo (0) um ou os dois transistores de canal P estarão em condução e a saída ficará no nível alto.

Quando as duas entradas estiverem no nível 1, entretanto, os dois transistores de canal N irão conduzir ao mesmo tempo, levando a saída para o nível baixo.

Para as outras funções lógicas temos configurações do mesmo tipo, mudando apenas a disposição e a quantidade de transistores usados. Tomando estas duas funções como exemplo, achamos que o leitor terá uma idéia de como elas são feitas e como funcionam.

ESPECIFICAÇÕES

A principal família de circuitos integrados CMOS é a 4000, onde to-dos os componentes são designados por números como 4001, 4011, 4017, 4096, etc.

Os circuitos integrados CMOS comuns funcionam com tensões de alimentação de 3 a 15 V. Lembramos que existem séries CMOS mais anti-gas com o sufixo A em que a tensão de alimentação fica na faixa de 3 a 12 V.

De qualquer forma, em caso de dúvida sobre qualquer característica de um circuito integrado CMOS que tenha algum sufixo que possa indicar variações nas especificações normais, é sempre bom consultar seu manual.

Da mesma forma que no caso dos circuitos integrados TTL, é preciso saber interpretar algumas das principais especificações que são:

a) Tensão de saída - no nível lógico baixo (0) a tensão de saída se aproxima de 0 V sendo no máximo de 0,01 V para os tipos comuns com alimentação na faixa de 5 a 10 V. No nível lógico alto, a tensão de saída é praticamente a tensão de alimentação Vdd ou no máximo 0,01 V menor.

b) Corrente de saída - diferentemente dos circuitos integrados TTL em que temos uma capacidade maior de drenar corrente na saída do que de fornecer, para os circuitos integra-dos CMOS a capacidade de drenar e de fornecer corrente de saída é praticamente a mesma.

Assim, para uma alimentação de 5 V as saídas podem fornecer (quando no nível alto) ou drenar (quando no nível baixo) uma corrente de até 1 mA e essa corrente sobe para 2,5 mA quando a alimentação é de 10 V.

Estas correntes, conforme a figura 15 são designadas por IOL e IOH nas folhas de especificações dos circuitos integrados CMOS.

Figura 15

c) Corrente de fuga na entrada se bem que a comporta esteja isolada do circuito dreno-fonte, com uma resistência que teoricamente seria infinita, na prática pode ocorrer uma pequena fuga.

Esta, da ordem de 10 pA (1 picoampère = 0,000 000 000 001 ampère) para uma alimentação de 10 V deve ser considerada quando precisamos calcular a corrente de entrada de um circuito CMOS numa aplicação mais crítica.

d) Potência - os circuitos integra-dos CMOS consomem muito menos energia que os circuitos integrados TTL. Para os tipos comuns a corrente de alimentação Idd é normalmente da ordem de 1 nA tipicamente com um máximo de 0,05 µA para alimentação de 5 V, o que corresponde a uma dissipação de 5 nW em média para alimentação de 5 V e 10 nW para alimentação de 10 V.

e) Velocidade - os tipos comuns CMOS são muito mais lentos que os TTL, mas famílias especiais estão aparecendo com velocidades cada vez maiores e em muitos casos estas se aproximam dos mais rápidos TTLs.

As frequências máximas, conforme já explicamos, dependem das tensões de alimentação e das funções, já que maior número de componentes para atravessar significa um atraso maior do sinal. Assim, nos manuais encontramos a especificação de velocidade dada tanto em termos de frequência quanto em termos de atraso do sinal. Para o caso do atraso do sinal, observamos que ele pode es-tar especificado para uma transição do nível alto para o nível baixo ou vice-versa e em alguns circuitos ou tensões de alimentação podem ocorrer diferenças.

INTERFACEANDO

Conforme explicamos, mesmo tendo uma faixa de tensões ampla e características diferentes dos circuitos integrados TTL, existe a possibilidade de interfacear circuitos dos dois tipos. Há duas possibilidades de interfaceamento entre circuitos digitais TTL e circuitos digitais CMOS.

a) A saída TTL deve excitar a entrada CMOS.

Se os dois circuitos operarem com uma tensão de alimentação de 5 V não há problema e a interligação pode ser direta.

Como as entradas CMOS têm uma impedância muito alta (não exigindo praticamente corrente alguma) da saída TTL, não existe perigo do circuito CMOS “carregar” a saída TTL. No entanto, existe um problema a ser considerado: as entradas CMOS só reconhecem como nível 1 uma tensão de pelo menos 3,5 V, enquanto que no nível alto, a tensão mínima que o TTL pode fornecer nestas condições é de 3,3 V.

Isso significa que é preciso assegurar que a entrada CMOS reconheça o nível alto