FACULDADE DE TECNOLOGIA DE SO PAULO - FATEC SP CURSO SUPERIOR DE MATERIAIS, PROCESSOS E COMPONENTES ELETRNICOS

INTRODUO A CIRCUITOS DIGITAIS

INTRODUO No universo da eletrnica existem 3 tipos de circuitos: Circuitos analgicos ( fontes de tenso, amplificadores, etc ); Circuitos digitais (relgios digitais, micros, etc); Circuitos anlogo-digitais ( bargraf, modem, CDplayer, etc);

SISTEMA DE NUMERAOSISTEMA DECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 SISTEMA OCTAL 0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 SISTEMA HEXADECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 10 11 SISTEMA BINRIO 00000 00001 00010 00011 00100 00101 00110 00111 01000 01001 01010 01011 01100 01101 01110 01111 10000 10001

Em circuitos digitais, existem apenas dois estados lgicos: Estado lgico 0 ( zero ) Estado lgico 1 ( Vcc )

Funes fundamentais: E (AND), OU (OR), NO (INVERSOR). Funes derivadas : NE (NAND), NOU (NOR). Funo combinatria : OU EXCLUSIVO EXCLUSIVO (EXCLUSIVE NOR) (EXOR), NOU

PORTA LGICA: E ( AND)A

SmboloB

S

Representao algbrica:

S = A BA B

Representao de circuito:

Tabela da verdade:

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 0 0 0 1

PORTA LGICA: OU ( OR)A

SmboloB

S

Representao algbrica:

S = A+BA

Representao de circuito:

B A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S 0 1 1 1

Tabela da verdade:

PORTA LGICA: NO ( INVERSOR)SmboloA S

Representao algbrica:

S=AA

Representao de circuito:

Tabela da verdade:

A 0 1

S 1 0

PORTA LGICA: NE ( NAND)A

SmboloB

S

Representao algbrica:

S = A BA

Representao de circuito:

B

Tabela da verdade:

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 1 1 1 0

PORTA LGICA: NOU ( NOR)A

SmboloB

S

Representao algbrica:

S = A+BA B

Representao de circuito:

Tabela da verdade:

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 1 0 0 0

PORTA LGICA: OU EXCLUSIVO ( OREX )A

SmboloB

S

Representao algbrica:

S = A B + A BA S

Representao de circuito:

B

Tabela da verdade:

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 0 1 1 0

PORTA LGICA: COINCIDNCIA ( EXCLUSIVE NOR)A

SmboloB

S

Representao algbrica:

S = A B + A BA S

Representao de circuito:

B

Tabela da verdade:

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 1 0 0 1

FMILIAS DE CIRCUITOS LGICOS: As fmilias de circuitos lgicos so definidos a partir dos tipos de estrutura interna que permitem a fabricao das portas lgicas. Cada fmilia apresenta uma caracterstica prpria. Dentre as fmilias, destacam-se: DTL - Diode-Transistor Logic DCTL - Direct-Coupled Transistor Logic RTL - Resistor-Capacitor Transistor Logic HTL - High Threshold Logic TTL - Transistor Transistor Logic ECL - Emiter-Coupled Logic MOS - Metal Oxide Semiconductor Logic CMOS - Complementary MOS

FMILIA CMOS ( COMPLEMENTARY MOS ) A base da estrutura interna formada por transistores PMOS e NMOS. Portas lgicas bsicas: Porta inversora; Porta NE; Porta NOU. Vantagem: baixo consumo de potncia; Alta imunidade a rudo Desvantagem Sensvel a carga esttica.

INVERSOR CMOS Esquema eltricoVdd F PMOS VE D D NMOS VOUT

Curva (VOUT x VE) e (Ids x VE)Vout Vdd A B Ids IdsMax

C D

F

E 0 VthN Vinv Vdd-VthP Vdd

VE

Regio nMOS pMOS

A Cortado Triodo

B Saturado Triodo

C Saturado Saturado

D E Triodo Triodo Saturado Cortado

Influncia da relao dos n/p na curva caracterstica de transferncia:n Vdd + Vthp + Vthn p1+

Vinv =

n p

Wn n n Wn L p Ln n = = Wp p Wp Ln p p Lp

Vout Vdd

16

1

1/16

VE (V) 0 1,6 2,5 3,4 5

Porta NOUVdd F D VA F PMOS VA VOUT

Porta NEVdd F PMOS

D D

VOUT

D D NMOS VB F

C1

VB

F NMOS D

F

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 1 0 0 0

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

S 1 1 1 0