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ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS
Aula 03: Portas Lógicas em Circuitos Integrados
Prof Me. Romulo Oliveira Albuquerque
1. Portas Lógicas em Circuitos Integrados
1.1. CIRCUITOS INTEGRADOS TTL
CI : 7400 /7410/7420/7404
Outras portas:
Porta E: 7410 (3 NAND de 3 Entradas ), 7420( 2 NAND de 4 entradas )
Porta Inversora: 7404( HEX Inverter).
É importante lembrar que a tensão de alimentação para a família TTL deve ser rigorosamente igual a 5V.
A Figura 1 a mostra a pinagem do CI 7400
( a ) ( b ) ( c )
Figura 1 - CI 7400 ( a ) Enpasulamento DIP (Dual In Line) ( b ) saidas e entradas alfanumericas ( c ) saidas e entradas numericas
A Figura 2 mostra o CI 7410.
( a ) ( b )
Figura 2 CI 7410 ( a ) Enpasulamento DIP (Dual In Line) ( b ) saidas e entradas alfanumericas
A Figura 3 mostra dois exemplos de CI's o 7420 e o 7404.
Figura 3 - ( a ) e ( b ) CI 7420 ( c) e ( d ) CI 7404
1.2. CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS
Os circuitos integrados CMOS permitem usar uma faixa de tensão de alimentação maior, de 3 V a 15 V, e em um CI ocupam uma área menor na pastilha de Silicio (Si) do que o correspondente usando tecnologia TTL, além disso consomem menos potencia. A seguir alguns exemplos.
CI : 4011 /4000 /4009
4011 (Quad 2-In NAND): tem quatro portas NAND de duas entradas .entradas: I1 e I2
saída: O1 , Vss=GND
saída: O1 , Vss=GND
4000 (Dual 3-In NOR and INVERTER): tem duas portas NOR de tres entradas
4009 (Hex INVERTER): Tem 6 inversores
Figura 4 - exemplos de CI's em tecnologia CMOS
2. Experiencia: Portas Logicas em CI - 7400/7404/
2.1. Abra o arquivo ExpTDC_10_CI_7400 (Multisim 14) e identifique o circuito da Figura 5a. Para as 4 combinações das duas entradas 1A (A), 1B (B) observe se o comportamento da saida 1Y está de acordo com a logica da porta. para saber qual a logica relacionando entradas (A e B) com saída 1Y abra o Datasheet.
2.2. Caso não tenha o Multisim 14 voce pode fazer esse experimento individual usando o Tinkercad. para isso clique na Figura 5b para cessar o arquivo Tinkercad
Figura 5: Porta logica NAND de duas entradas em CI ( a ) Multisim 14 ( b ) Tinkercad - clique na Figura para acessar o arquivo
2.3. Abra o arquivo ExpTDC_11_CI_7404 e identifique o circuito da Figura 6. Para as 2 combinações da entrada 1A (A) observe se o comportamento da saida 1Y está de acordo com a logica da porta. Escreva a expressão logicada saida em função da entrada.
2.4. Observe que a saida 1Y está conectada na entrada 2A cuja saida é 2Y. Desenhe o circuito para melhor compreender a operação.
Figura 6: Porta logica Inversora (NOT) em CI ( a ) Multisim 14 b ) Tinkercad - Clique na Figura para acessar o arquivo
2.5. Abra o arquivo ExpTDC_12_CI_4000 (CMOS) e identifique o circuito da Figura 7. Para as 8 combinações das tres entradas A, B e C qual a saida.
Figura 7: Porta logica NOR de tres entradas com logica CMOS
2.6. Escreva as suas conclusões.
3. A Familia CMOS da serie 4000
A RCA Semicondutores desenvolveu uma familia logica da tecnologia CMOS, que se tornou conhecida como serie 4000 ou familia 4000. É caracterizada por um consumo extremamente baixo de potencia e uma faixa muito grande de tensão de alimentação. A serie CMOS 4000 opera em uma faixa de alimentação de tensão de 3 V a 15 V. Isso os torna particurlamente importantes por ser possivel usar a bateria de 9 V nos seus experimentos.
A faixa de tensão onde é reconhecido como "0" varia de 0 V a < que 20% da tensão de alimentação.
A faixa de tensão onde é reconhecido como "1" varia da tensão de alimentação a > que 80% da tensão de alimentação.
Figura 8: Faixa de tensão para niveis "0" e "1" da familia 4000
Na região entre 20% e 80% , voce não pode prever o que vai acontecer com a resposta do circuito. Essa area deve ser evitada a todo custo.
A seguir uma lista dos principais C.I's e o PDF com as suas caracteristicas
