Circuitos integrados digitais

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CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITAIS

5º P. Eng. de Computação/Telecomunicação/Controle FACIT / 2012

Prof. Maurílio José Inácio

CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITAIS








Circuitos Integrados (CIs) digitais são constituídos por resistores, diodos e transistores fabricados em um substrato de silício (chip). O chip é confinado em um encapsulamento de plástico ou cerâmica, a partir do qualsaem os pinos para conexão do CI aos componentes externos. Um dos encapsulamentos mais comuns é o DIP (dualin-line package), que contém duas linhas de pinos em paralelo. Os pinos são numerados no sentido anti-horário, quando o CI é visto de cima, a partir de uma entalhe ou ponto que identifica o pino 1.

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Encapsulamento DIP

- Exemplo de CI comencapsulamento DIP

(dual-in-line package).

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Encapsulamento PLCC

- Exemplo de CI com encapsulamento PLCC (plastic leaded chip carrier).

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Classificação de CIs digitais
COMPLEXIDADE Integração em pequena escala (SSI) Integração em média escala (MSI) Integração em larga escala (LSI) Integração em escala muito larga (VLSI)Integração em escala ultra-larga (ULSI) Integração em escala giga (GSI) PORTAS POR CHIP Menos de 12 12 a 99 100 a 999 10.000 a 99.999 100.000 a 999.999 1.000.000 ou mais

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CIs digitais bipolares e unipolares  Os CIs digitais também podem ser classificados quanto ao principal tipo de componente utilizado nos seus circuitos.  Os CIs digitais bipolares são aquelesfabricados com transistores bipolares de junção (NPN e PNP). A principal família de CIs digitais bipolares é a TTL (Transistor-Transistor-Logic).  Os CIs digitais unipolares são aqueles fabricados com transistores de efeito de campo MOS (MOSFET canal P e canal N). A principal família de CIs digitais unipolares é a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

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Exemplo de um inversor TTL e um inversor CMOS

CMOS

TTL

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CIs digitais bipolares e unipolares  A família TTL tem sido a mais utilizada nos últimos dez anos ou mais.  Desde então, a família CMOS tem gradualmente substituído a família TTL.  A principal vantagem da família CMOS sobre a TTL é o menor número de componentes empregados num circuito CMOS emcomparação ao mesmo circuito TTL.  Existem outras famílias de CIs digitais que são menos utilizadas nos sistemas digitais (ex. ECL, PMOS, NMOS).

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Família TTL  A família TTL atualmente consiste de várias subfamílias ou séries, que se diferenciam por suas características elétricas (dissipação, velocidade, etc.).  Cada série usa um prefixo para identificar osdiferentes CIs que fazem parte dessas séries.  Os CIs da série padrão TTL têm um número que identificação que inicia com um 74 (ex.: 7402, 7438, 74123).  Da mesma forma, CIs da série Low Power Schottky têm seu numero de identificação começando por 74LS (ex.: 74LS02, 74LS38, 74LS123).

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Família TTL
Séries TTL Prefixo 74 74S 74LS 74AS 74ALS Exemplo de CI 7404(seis inversores) 74S04 (seis inversores) 74LS04 (seis inversores) 74AS04 (seis inversores) 74ALS04 (seis inversores)

TTL padrão TTL Shottky TTL Shottky de baixa potência TTL Shottky avançada TTL Shottky avançada de baixa potência

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Família CMOS  Assim como a família TTL, a família CMOS consiste atualmente de várias séries.  A série 4000 é a mais antigae apesar de possuir muitas das funções lógicas da família TTL, não é compatível pino a pino com os CIs TTL.  As série 74C, 74HC, 74HCT, 74AC e 74ACT são mais recentes, sendo que algumas possuem compatibilidade pino a pino e/ou compatibilidade elétrica com os CIs TTL.  Quando um CI CMOS é compatível com um CI TTL, a substituição é direta.

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Família CMOS...
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