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Eletrônica Digital. prof. Victory Fernandes [email protected] www.tkssoftware.com/victory. Referências. Floyd Capítulo 14 pagina 800 Tocci Referências da internet. Nomenclatura. 1. Standart prefix Texas instruments SN National Semiconductors DM Signetics S (…)

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Presentation Transcript

Refer ncias
Referências

  • Floyd

    • Capítulo 14 pagina 800

  • Tocci

  • Referências da internet


Nomenclatura
Nomenclatura

  • 1. Standart prefix

    • Texas instruments SN

    • NationalSemiconductors DM

    • Signetics S

    • (…)

  • 2. Temperature Range

    • 54 – Military

    • 74 – Commercial


Nomenclatura1
Nomenclatura

  • 3. Family

    • Blank – Transistor-Transistor Logic

    • ABT – AdvancedBiCMOSTechnology

    • ABTE – AdvancedBiCMOSTechnology/EnhancedTransceiverLogic

    • AC/ACT – Advanced CMOS Logic

    • AHC/AHCT – Advanced High-Speed CMOS Logic

    • ALB – AdvancedLow-VoltageBiCMOS

    • ALS – Advanced Low-Power Schottky Logic

    • ALVC – Advanced Low-Voltage CMOS Technology

    • AS – Advanced Schottky Logic

    • AVC – Advanced Very Low-Voltage CMOS Logic

    • BCT – BiCMOSBus-InterfaceTechnology


Nomenclatura2
Nomenclatura

  • 3. Family

    • CBT – CrossbarTechnology

    • CBTLV – Low-VoltageCrossbarTechnology

    • F – F Logic

    • FB – BackplaneTransceiverLogic/Futurebus+

    • GTL – GunningTransceiverLogic

    • HC/HCT – High-Speed CMOS Logic

    • HSTL – High-SpeedTransceiverLogic

    • LS – Low-Power Schottky Logic

    • LV – Low-Voltage CMOS Technology

    • LVC – Low-Voltage CMOS Technology

    • LVT – Low-VoltageBiCMOSTechnology


Nomenclatura3
Nomenclatura

  • 3. Family

    • S – Schottky Logic

    • SSTL – StubSeries-TerminatedLogic

    • TVC – Translation Voltage Clamp Logic


Nomenclatura4
Nomenclatura

  • 4. Special Features

    • Blank = No SpecialFeatures

    • D – Level-ShiftingDiode (CBTD)

    • H – Bus Hold (ALVCH)

    • R – Damping Resistor on Inputs/Outputs (LVCR)

    • S – Schottky Clamping Diode (CBTS)


Nomenclatura5
Nomenclatura

  • 5. Bit Width

    • Blank = Gates, MSI, and Octals

    • 1G – SingleGate

    • 8 – Octal IEEE 1149.1 (JTAG)

    • 16 – WidebusE (16, 18, and 20 bit)

    • 18 – Widebus IEEE 1149.1 (JTAG)

    • 32 – Widebus+E (32 and 36 bit)


Nomenclatura6
Nomenclatura

  • 6. Options

    • Blank = No Options

    • 2 – Series-Damping Resistor on Outputs

    • 4 – LevelShifter

    • 25 – 25-W LineDriver


Nomenclatura7
Nomenclatura

  • 7. Function

    • 244 – Noninverting Buffer/Driver

    • 374 – D-Type Flip-Flop

    • 573 – D-TypeTransparentLatch

    • 640 – InvertingTransceiver


Nomenclatura8
Nomenclatura

  • 8. Device Revision

    • Blank = No Revision

    • LetterDesignator A–Z


Nomenclatura9
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)


Nomenclatura10
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 GridArray (LFBGA)

    • NS, PS – Small-Outline Package (SOP)

    • PAG, PAH, PCA, PCB, PM, PN, PZ –

    • ThinQuadFlatpack (TQFP)

    • PH, PQ, RC – QuadFlatpack (QFP)


Encapsulamento
Encapsulamento

  • THT (Through Hole Technology);

    • SIP (Single In-line Package)

    • DIP (Dual In-Line Package)

    • ZIP (Zig-Zag In-Line Package)




Encapsulamento1
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)


N veis de integra o
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 9 999 portas lógicas.

VLSI (Very Large Scale Integration)

Integração em muito larga escala: Corresponde aos CI que têm entre 10 000 a 99 999 portas lógicas.

ULSI (Ultra Large Scale Integration)

Integração em escala ultra larga: Corresponde aos CI que têm 100 000 ou mais portas lógicas.


Soquetes
Soquetes

  • Permitir e facilitar troca de componentes

  • Proteger contra aquecimento durante processo de solda


Soquetes1
Soquetes

  • ZIF (Zero Insertion Force)


Placas
Placas

  • PCB (Printed Circuit Board)


Cis de portas l gicas
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


Transistores
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


Transistores1
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


Porta not transistor em satura o
Porta NOTTransistor em Saturação

C

B

E


Porta not transistor em corte
Porta NOTTransistor em Corte

C

B

E


Transistores2
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) 


Propriedades operacionais dos cis
Propriedades Operacionaisdos CIs

  • Níveis de Tensão

  • Imunidade a Ruído

  • Dissipação de Potência

  • Tempo de Atraso

  • Fan-Out


Tens o de alimenta o cc
Tensão de alimentação CC

  • TTL

    • +5V

  • CMOS

    • +5V

    • +3,3V

    • +2,5V

    • +1,2V


N veis de tens o
Níveis de Tensão

  • Especificações de níveis lógicos

    • VIL – Faixa de tensão de ENTRADA que representa nível BAIXO

    • VIH – Faixa de tensão de ENTRADA que representa nível ALTO

    • VOL – Faixa de tensão de SAÍDA que representa nível BAIXO

    • VOH – Faixa de tensão de SAIDA que representa nível ALTO


N veis de tens o ttl 5v
Níveis de TensãoTTL +5V

  • VIL – 0 a 0,8V

  • VIH – 2 a 5V

  • VOL – 0 a 0,4V

  • VOH – 2,4 a 5V


N veis de tens o cmos 5v
Níveis de TensãoCMOS +5V

  • VIL – 0 a 1,5V

  • VIH – 3,3 a 5V

  • VOL – 0 a 0,33V

  • VOH – 4,4 a 5V


Imunidade a ru do
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]

    • VNH – Margem de ruído de nível ALTO

    • VNL – Margem de ruído de nível BAIXO


Margem de ru do
Margem de Ruído

  • VNH = VOH (min) – VIH (min)

  • VNL = VIL(max) – VOL(max)


V nh v oh min v ih min
VNH = VOH (min) – VIH (min)

1ª Lei de Ohm?

2ª Lei de Ohm?


V nh v oh min v ih min1
VNH = VOH (min) – VIH (min)

-------

-------

5,0V

2,0V

5,0V

2,4V

-------

} VNH

-------

1ª Lei de Ohm? V [V]=R [Ω] *I [A]

2ª Lei de Ohm?


V nl v il max v ol max
VNL = VIL(max) – VOL(max)


V nl v il max v ol max1
VNL = VIL(max) – VOL(max)

-------

0,8V

0,0V

} VNL

-------

0,4V

0,0V

-------

-------


Margem de ruido
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



Dissipa o de pot ncia
Dissipação de Potência

  • PD – Potência dissipada

    • PD = VCC * ICC

  • ICCH – Corrente drenada da fonte quando em nível ALTO

  • ICCL – Corrente drenada da fonte quando em nível BAIXO

    • Valores da ordem de 1 a 20mA


Dissipa o de pot ncia1
Dissipação de Potência

  • Quando porta pulsando

    • ICC = (ICCH + ICCL)/2


Dissipa o de pot ncia cmos vs ttl
Dissipação de PotênciaCMOS 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


Dissipa o de pot ncia cmos vs ttl1
Dissipação de PotênciaCMOS vs. TTL

  • TTL

    • Da ordem de 2,2miliW

  • CMOS

    • 2,75microW (estática)

    • 170microW (a 100KHz)


Tempo de atraso de propaga o
Tempo de Atraso de Propagação

  • Atraso entre variação da saída em função da entrada

    • tPHL = Tempo quando a saída comuta de ALTO para BAIXO

    • tPLH = Tempo quando a saída comuta de BAIXO para ALTO



Tempo de atraso de propaga o2
Tempo de Atraso de Propagação

  • 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


Fan out
Fan-Out

  • Existe um limite no número de cargas (portas acionadas) que uma porta pode acionar


Fan out1
Fan-Out

  • CMOS – Fan-Out depedente da frequência de operação

    • Quanto menos portas maior a frequência de operação

  • TTL (LS) – em média 20 portas



Precau es no manuseio ttl e cmos
Precauções no ManuseioTTL e CMOS

  • Entradas não usadas devem ser aterradas ou ligadas ao Vcc caso contrário o CI pode ter comportamentos estranhos


Exemplo erro simulado no proteus
ExemploErro simulado no proteus


Exemplo erro simulado no proteus1
ExemploErro simulado no proteus


Precau es no manuseio cmos
Precauções no ManuseioCMOS

  • 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



D vidas
Dúvidas?


  • Referências Básicas

    • Sistemas digitais: fundamentos e aplicações - 9. ed. / 2007 - Livros - FLOYD, Thomas L. Porto Alegre: Bookman, 2007. 888 p. ISBN 9788560031931 (enc.)

    • Sistemas digitais : princípios e aplicações - 10 ed. / 2007 - Livros - TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S.; MOSS, Gregory L. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007. 804 p. ISBN 978-85-7605-095-7 (broch.)

    • Elementos de eletrônica digital - 40. ed / 2008 - Livros - CAPUANO, Francisco Gabriel; IDOETA, Ivan V. (Ivan Valeije). São Paulo: Érica, 2008. 524 p. ISBN 9788571940192 (broch.)


  • REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES:

    • Eletronica digital: curso prático e exercícios / 2004 - Livros - MENDONÇA, Alexandre; ZELENOVSKY, Ricardo. Rio de Janeiro: MZ, c2004. (569 p.)

    • Introdução aos sistemas digitais / 2000 - Livros - ERCEGOVAC, Milos D.; LANG, Tomas; MORENO, Jaime H. Porto Alegre, RS: Bookman, 2000. 453 p. ISBN 85-7307-698-4

    • Verilog HDL: Digital design and modeling / 2007 - Livros - CAVANAGH, Joseph. Flórida: CRC Press, 2007. 900 p. ISBN 9781420051544 (enc.)

    • Advanced digital design with the verlog HDL / 2002 - Livros - CILETTI, Michael D. New Jersey: Prentice - Hall, 2002. 982 p. ISBN 0130891614 (enc.)

    • Eletronica digital / 1988 - Livros - Acervo 16196 SZAJNBERG, Mordka. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1988. 397p.

    • Eletronica digital : principios e aplicações / 1988 - Livros - MALVINO, Albert Paul. São Paulo: McGraw-Hill, c1988. v.1 (355 p.)

    • Eletrônica digital / 1982 - Livros - Acervo 53607 TAUB, Herbert; SCHILLING, Donald. São Paulo: McGraw-Hill, 1982. 582 p.


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