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Eletrônica Digital prof. Victory Fernandes prof. Victory Fernandes

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Apresentação em tema: "Eletrônica Digital prof. Victory Fernandes prof. Victory Fernandes"— Transcrição da apresentação:

1 Eletrônica Digital prof. Victory Fernandes prof. Victory Fernandes

2 Referências Floyd Capítulo 14 pagina 800 Tocci Referências da internet

3 Nomenclatura 1. Standart prefix Texas instruments SN National Semiconductors DM Signetics S (…) 2. Temperature Range 54 – Military 74 – Commercial

4 Nomenclatura 3. Family Blank – Transistor-Transistor Logic ABT – Advanced BiCMOS Technology ABTE – Advanced BiCMOS Technology/Enhanced Transceiver Logic AC/ACT – Advanced CMOS Logic AHC/AHCT – Advanced High-Speed CMOS Logic ALB – Advanced Low-Voltage BiCMOS ALS – Advanced Low-Power Schottky Logic ALVC – Advanced Low-Voltage CMOS Technology AS – Advanced Schottky Logic AVC – Advanced Very Low-Voltage CMOS Logic BCT – BiCMOS Bus-Interface Technology

5 Nomenclatura 3. Family CBT – Crossbar Technology CBTLV – Low-Voltage Crossbar Technology F – F Logic FB – Backplane Transceiver Logic/Futurebus+ GTL – Gunning Transceiver Logic HC/HCT – High-Speed CMOS Logic HSTL – High-Speed Transceiver Logic LS – Low-Power Schottky Logic LV – Low-Voltage CMOS Technology LVC – Low-Voltage CMOS Technology LVT – Low-Voltage BiCMOS Technology

6 Nomenclatura 3. Family S – Schottky Logic SSTL – Stub Series-Terminated Logic TVC – Translation Voltage Clamp Logic

7 Nomenclatura 4. Special Features Blank = No Special Features D – Level-Shifting Diode (CBTD) H – Bus Hold (ALVCH) R – Damping Resistor on Inputs/Outputs (LVCR) S – Schottky Clamping Diode (CBTS)

8 Nomenclatura 5. Bit Width Blank = Gates, MSI, and Octals 1G – Single Gate 8 – Octal IEEE (JTAG) 16 – WidebusE (16, 18, and 20 bit) 18 – Widebus IEEE (JTAG) 32 – Widebus+E (32 and 36 bit)

9 Nomenclatura 6. Options Blank = No Options 2 – Series-Damping Resistor on Outputs 4 – Level Shifter 25 – 25-W Line Driver

10 Nomenclatura 7. Function 244 – Noninverting Buffer/Driver 374 – D-Type Flip-Flop 573 – D-Type Transparent Latch 640 – Inverting Transceiver

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12 Nomenclatura 8. Device Revision Blank = No Revision Letter Designator A–Z

13 Nomenclatura 9. Package D, DW – Small-Outline Integrated Circuit (SOIC) DB, DL – Shrink Small-Outline Package (SSOP) DBB, DGV – Thin Very Small-Outline Package (TVSOP) DBQ – Quarter-Size Outline Package (QSOP) DBV, DCK – Small-Outline Transistor Package (SOT) DGG, PW – Thin Shrink Small-Outline Package (TSSOP)

14 Nomenclatura 9. Package N, NP, NT – Plastic Dual-In-Line Package (PDIP) FN – Plastic Leaded Chip Carrier (PLCC) GKE, GKF – MicroStar BGAE Low-Profile Fine-Pitch Ball Grid Array (LFBGA) NS, PS – Small-Outline Package (SOP) PAG, PAH, PCA, PCB, PM, PN, PZ – Thin Quad Flatpack (TQFP) PH, PQ, RC – Quad Flatpack (QFP)

15 Encapsulamento THT (Through Hole Technology); SIP (Single In-line Package) DIP (Dual In-Line Package) ZIP (Zig-Zag In-Line Package)

16 Encapsulamento DIP

17 Pinagem

18 Encapsulamento SMT (Surface Mount Technology) SMD (Surface Mount Device) PGA (Pin Grid Array) SOIC (Small Outline Integrated Circuit) PLCC (Plastic Leadless Chip Carrier) LCCC (Leadless Ceramic Chip Carrier)

19 Níveis de integração Referem-se ao número de portas lógicas que o CI contém. SSI (Small Scale Integration) Integração em pequena escala: São os CI com menos de 12 portas lógicas. MSI (Medium Scale Integration ) Integração em média escala: Corresponde aos CI que têm entre 12 a 99 portas lógicas LSI (Large Scale Integration) Integração em grande escala: Corresponde aos CI que têm entre 100 a portas lógicas. VLSI (Very Large Scale Integration) Integração em muito larga escala: Corresponde aos CI que têm entre a portas lógicas. ULSI (Ultra Large Scale Integration) Integração em escala ultra larga: Corresponde aos CI que têm ou mais portas lógicas.

20 Soquetes Permitir e facilitar troca de componentes Proteger contra aquecimento durante processo de solda

21 Soquetes ZIF (Zero Insertion Force)

22 Placas PCB (Printed Circuit Board)

23 CIs de Portas Lógicas TTL (Transistor-Transistor Logic) Utiliza transistor bipolar de junção (TBJ) para implementar as portas lógicas CMOS (Complementary Metal-Oxide semiconductor) Utiliza transistor de efeito de campo (MOSFET) para implementar as portas lógicas

24 Transistores Há 2 tipos principais de dispositivos de 3 terminais com semicondutores Transistor bipolar de junção (TBJ) Transistor de efeito de campo (FET) Field Efect Transistor

25 Transistores O TBJ constitui-se de 3 regiões semicondutoras: o emissor (E), a base (B) e o coletor (C) e podem ser do tipo NPN PNP

26 Porta NOT Transistor em Saturação B E C

27 Porta NOT Transistor em Corte B E C

28 Transistores FET O nome efeito de campo deriva-se do fato de que a corrente no dispositivo é controlada pelo ajuste da tensão aplicada externamente Dreno (drain, D), Fonte (source, S) e o "controle do portão" (gate, G)

29 Propriedades Operacionais dos CIs Níveis de Tensão Imunidade a Ruído Dissipação de Potência Tempo de Atraso Fan-Out

30 Tensão de alimentação CC TTL +5V CMOS +5V +3,3V +2,5V +1,2V

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32 Níveis de Tensão Especificações de níveis lógicos V IL – Faixa de tensão de ENTRADA que representa nível BAIXO V IH – Faixa de tensão de ENTRADA que representa nível ALTO V OL – Faixa de tensão de SAÍDA que representa nível BAIXO V OH – Faixa de tensão de SAIDA que representa nível ALTO

33 Níveis de Tensão TTL +5V V IL – 0 a 0,8V V IH – 2 a 5V V OL – 0 a 0,4V V OH – 2,4 a 5V

34 Níveis de Tensão CMOS +5V V IL – 0 a 1,5V V IH – 3,3 a 5V V OL – 0 a 0,33V V OH – 4,4 a 5V

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36 Imunidade a Ruído Capacidade do circuito de tolerar flutuações indesejadas na tensão de entrada sem alterar seu valor na saída Margem de Ruído (noise) [V] V NH – Margem de ruído de nível ALTO V NL – Margem de ruído de nível BAIXO

37 Margem de Ruído V NH = V OH (min) – V IH (min) V NL = V IL(max) – V OL(max)

38 V NH = V OH (min) – V IH (min) 1ª Lei de Ohm? 2ª Lei de Ohm?

39 V NH = V OH (min) – V IH (min) 5,0V 2,4V 5,0V 2,0V } V NH 1ª Lei de Ohm? V [V]=R [Ω] *I [A] 2ª Lei de Ohm?

40 V NL = V IL(max) – V OL(max)

41 0,4V 0,0V 0,8V 0,0V } V NL

42 Margem de Ruido Fontes de ruído Interferências eletro-magnéticas em geral Emendas e conectores de má qualidade Emendas e conectores expostos a condições irregulares (água, etc) Queda de tensão no canal e capacitância da linha

43 Margem de Ruído TTLCMOS MinMaxMinMax V IL 00,801,5 V IH 253,35 V OL 00,400,33 V OH 2,454,45 V NH = V OH (min) – V IH (min) 0,41,1 V NL = V IL(max) – V OL(max) 0,41,17

44 Dissipação de Potência P D – Potência dissipada P D = V CC * I CC I CCH – Corrente drenada da fonte quando em nível ALTO I CCL – Corrente drenada da fonte quando em nível BAIXO Valores da ordem de 1 a 20mA

45 Dissipação de Potência Quando porta pulsando I CC = (I CCH + I CCL )/2

46 Dissipação de Potência CMOS vs. TTL TTL – Constante para faixa de frequência de operação CMOS – Varia de acordo com frequência de operação. Dissipação muito baixa em condições estáticas e aumenta conforme a frequência aumenta

47 Dissipação de Potência CMOS vs. TTL TTL Da ordem de 2,2miliW CMOS 2,75microW (estática) 170microW (a 100KHz)

48 Tempo de Atraso de Propagação Atraso entre variação da saída em função da entrada t PHL = Tempo quando a saída comuta de ALTO para BAIXO t PLH = Tempo quando a saída comuta de BAIXO para ALTO

49 Tempo de Atraso de Propagação

50 Quanto maior o tempo de atraso menor a frequência máxima que um circuito pode operar Produto Velocidade-Potência [pJ] Base de comparação quando relação é decisiva na escolha de um circuito, quanto menor o produto melhor. CMOS = 1,2pJ a 100kHz TTL = 22 pJ

51 Fan-Out Existe um limite no número de cargas (portas acionadas) que uma porta pode acionar

52 Fan-Out CMOS – Fan-Out depedente da frequência de operação Quanto menos portas maior a frequência de operação TTL (LS) – em média 20 portas

53 Valores Típicos TTL

54 Precauções no Manuseio TTL e CMOS Entradas não usadas devem ser aterradas ou ligadas ao Vcc caso contrário o CI pode ter comportamentos estranhos

55 Exemplo Erro simulado no proteus

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57 Precauções no Manuseio CMOS Trannsportar circuitos em espuma condutiva para evitar formação de cargas eletrostáticas. Pinos não devem ser tocados Trabalhar com pulseira anti-estática Todas as ferramentas devem ser aterradas Pinos devem ser colocados para baixo sobre uma superfície aterrada Não manusei Cis energizados

58 Pulseira Anti-estática

59 Dúvidas? Victory Fernandes Site:

60 Referências Básicas Sistemas digitais: fundamentos e aplicações - 9. ed. / Livros - FLOYD, Thomas L. Porto Alegre: Bookman, p. ISBN (enc.) Sistemas digitais : princípios e aplicações - 10 ed. / Livros - TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S.; MOSS, Gregory L. São Paulo: Pearson Prentice Hall, p. ISBN (broch.) Elementos de eletrônica digital ed / Livros - CAPUANO, Francisco Gabriel; IDOETA, Ivan V. (Ivan Valeije). São Paulo: Érica, p. ISBN (broch.)

61 REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES: Eletronica digital: curso prático e exercícios / Livros - MENDONÇA, Alexandre; ZELENOVSKY, Ricardo. Rio de Janeiro: MZ, c2004. (569 p.) Introdução aos sistemas digitais / Livros - ERCEGOVAC, Milos D.; LANG, Tomas; MORENO, Jaime H. Porto Alegre, RS: Bookman, p. ISBN Verilog HDL: Digital design and modeling / Livros - CAVANAGH, Joseph. Flórida: CRC Press, p. ISBN (enc.) Advanced digital design with the verlog HDL / Livros - CILETTI, Michael D. New Jersey: Prentice - Hall, p. ISBN (enc.) Eletronica digital / Livros - Acervo SZAJNBERG, Mordka. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, p. Eletronica digital : principios e aplicações / Livros - MALVINO, Albert Paul. São Paulo: McGraw-Hill, c1988. v.1 (355 p.) Eletrônica digital / Livros - Acervo TAUB, Herbert; SCHILLING, Donald. São Paulo: McGraw-Hill, p.


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