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ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS
Aula 03:  Portas Lógicas em Circuitos Integrados
1.  Portas Lógicas  em Circuitos Integrados
      Na prática   as portas lógicas são circuitos  com  transistores, diodos e resistências, não importando por enquanto  como são esses   circuitos. Esses  circuitos são implementados  em  circuitos integrados  usando basicamente a tecnologia  TTL  e CMOS (a maioria   dos circuitos atuais são CMOS). A seguir  apresentaremos alguns exemplos de CI que contém portas lógicas.
  
1.1. CIRCUITOS  INTEGRADOS TTL
CI :  7400 /7410/7420/7404
O CI 7400: Este CI cujo código é 7400 tem um encapsulamento DUAL IN LINE  de 14 pinos.Tem 4 portas NAND de duas entradas (as entradas são  sempre  especificadas pelas letras A, B, C, D, E , etc. Enquanto as saídas são  especificadas por Y. Assim é que a primeira porta tem as entradas 1A  e 1B e a saída   1Y. O CI necessita de tensão de alimentação  entre os pinos 14 (VCC) e   7 (GND).
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 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

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 e identifique o circuito da Figura 5.  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.

Figura 5: Porta logica NAND de duas entradas em CI

2.2.  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.
2.3. 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

2.3. Abra o arquivo  ExpTDC_12_CI_4000 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

2.4. 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




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