Circuitos Integrados Digitais ELT017

Apresentação em tema: "Circuitos Integrados Digitais ELT017"— Transcrição da apresentação:

1 Circuitos Integrados Digitais ELT017

2 Aula 8 Inversor BiCMOS ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

3 Tecnologia BiCMOS (1) Combinação de um transistores bipolares e CMOS em uma mesma pastilha. Circuitos BiCMOS resultantes possuem as características: Baixa potência Alta impedância de entrada Grandes margens de ruído Alta capacidade de corrente de acionamento Alta velocidade de operação ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

4 Tecnologia BiCMOS (2) Embora o CMOS seja praticamente ideal circuitos lógicos, ele possui baixa capacidade de fornecer corrente. Não é preocupante quando a porta CMOS deve acionar algumas outras poucas portas CMOS Porém torna-se um problema sério na presença de cargas capacitivas elevadas (0,5 pF) Necessidade de lidar com tempos de propagação “desastrosos” Contudo, devido a alta transcondutância, os transistores TBJ são capazes de fornecer correntes de saída maiores Naturalmente possui maior dissipação de potência ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

5 Tecnologia BiCMOS (3) Tecnologia BiCMOS é apropriada para implementação de circuitos analógicos Torna possível a realização de funções analógicas e digitais em uma mesma pastilha Surge o SoC – System on a Chip Tecnologia de processamento é mais complexa que CMOS ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

6 O inversor bicmos ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

7 O inversor BiCMOS (1) Todos os modelos de transistores BiCMOS são baseados no uso de transistores npn para aumentar a capacidade de corrente do inversor CMOS Cascateamento dos transistores QN e QP com um transistor npn Formam um dispositivo complementar CMOS-TBJ ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

8 O inversor BiCMOS (2) Tais dispositivos compostos retém a característica de alta impedância de entrada do transistor MOS Apresentam um gm melhorado Multiplicação do gm MOS pelo β do TBJ ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

9 Operação do inversor BiCMOS (2)
Quando vi é baixo QN quanto Q2 estão cortados QP conduz e fornece corrente para a base de Q1 Elevada corrente de saída carrega a capacitância Pequeno atraso de propagação de baixo-alto, tPLH Transistor Q1 corta quando vo atinge VDD – VBE1 Logo o nível alto da saída não é VDD Quando vi é alta QP quanto Q1 estão cortados QN conduz e fornece corrente para a base de Q2 Q2 drena uma alta corrente e descarrega a capacitância Pequeno atraso de propagação de alto-baixo, tPHL Transistor Q2 corta quando vo atinge VBE2 Logo o nível alto da saída é maior que zero ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

10 Desvantagens do inversor BiCMOS
Redução da excursão do sinal lógico de saída Margens de ruído reduzidas Atrasos de desligamento relativamente longos de Q1 e Q2 Não há caminhos elétricos para escoamento das cargas da base Adiciona-se um resistor na base de cada TBJ Quando Q1 e Q2 cortam, as cargas armazenadas fluem para o terra através de R1 e R2 A adição de R2 funciona como resistor abaixador e vo tende ao terra, mas com lentidão Tanto R1 quanto R2 drenam correntes das bases de Q1 e Q2, reduzindo a capacidade de transferência de corrente ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

11 Implementação do inversor BiCMOS (1)
Na práticas, os dispositivos QNR1 e QNR2 são utilizados para implementar os resistores R1 e R2 QNR1 e QNR2 são projetados para conduzir apenas quando necessário ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

12 Implementação do inversor BiCMOS (2)
R1 está conectado à saída do inversor Não há mais dissipação de potência estática R1 funciona como resistor levantador, puxando a saída do nó vo para VDD através de QP, que continua conduzindo depois que Q1 corta O projeto impede que Q1 e Q2 conduzam simultaneamente Q1 e Q2 nunca saturam Limitaria a corrente de carga e descarga em βIB Reduz a velocidade de corte do transistor ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

13 Portas Lógicas BiCMOs ELT017 - Circuitos Integrados Digitais

14 Portas Lógicas BiCMOS Lógica é realizada pela parte CMOS da porta
Circuitos bipolares operam como estágio de saída Logo o procedimento é o mesmo para a família CMOS NE de duas entradas BiCMOS ELT017 - Circuitos Integrados Digitais