Os elementos biestaveis

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  • Publicado : 11 de junho de 2012
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Título: Os elementos biestáveis
Autor : Newton
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OS ELEMENTOS BIESTÁVEIS
No artigo anterior analisamos os modos segundo os quais podemos saber o que acontece quando combinamos funções lógicas. Vimos os procedimentos utilizados para implementar um circuito a partir de uma tabela verdade ou ainda da expressão da função lógica. No entanto, as funções lógicas não consistem nos únicosblocos básicos usados nos projetos de circuitos digitais. Além dessas funções, existem outras e um grupo delas que executa funções de relevante importância nos equipamentos são as formadas pelos elementos biestáveis. Neste artigo veremos como funcionam estes elementos, os seus tipos e onde podem ser usados.

1 - OS FLIP-FLOPS

Os flip-flops são elementos de circuito que podem apresentar em seufuncionamento apenas dois estados estáveis. Não existem estados intermediários entre estes dois estados.

A aplicação de um sinal de entrada pode mudar o dispositivo de um estado para outro e como a qualquer momento podemos saber qual é o estado em que ele se encontra, é possível considerar este circuito como uma memória capaz de armazenar um bit.

O flip-flop é o elemento básico das chamadasmemórias estáticas. Existem diversos tipos de flip-flops encontrados nos circuitos digitais e que analisaremos a partir de agora.

2 - FLIP-FLOP R-S

O Flip-Flop R-S (de Reset e Set) tem sua configuração com transistores mostrada na figura 1 e funciona da seguinte maneira:
[pic]

Quando alimentamos o circuito, dada as mínimas diferenças que podem existir entre as características dos doistransistores, um deles conduzirá mais do que o outro. Supondo que este transistor seja Q1, há uma queda de tensão no seu coletor que reduz em consequência a corrente que polariza a base de Q2 via R2.

Nestas condições, a tensão do coletor de Q2 se mantém alta, realimentando a base de Q1 via R3 e a situação final do circuito é estabelecida: Q1 satura e Q2 fica no corte. O flip-flop encontra seuestado estável inicial.

O flip-flop R-S tem duas saídas representadas por Q e /Q, assim, na condição inicial estável, com Q1 conduzindo, Q estará no nível baixo (0) e /Q estará no nível alto (1).

O processo que leva o flip-flop a este estado inicial pronto para funcionaré muito rápido, não demorando mais do que alguns microssegundos.

Quando o flip-flop se encontra na situação indicada, com Q=0e /Q=1, dizemos que ele se encontra “setado” ou armado.

A mudança de estado do flip-flop pode ser obtida aplicando-se um sinal conveniente na entrada. Como usamos transistores NPN para comutar o flip-flop, temos de fazer conduzir por um instante o transistor que está cortado, ou seja, devemos aplicar um pulso positivo na entrada correspondente.
Assim, estando o flip-flop na condição indicada,se desejarmos mudar o estado, aplicamos o pulso na entrada SET. O transistor Q2 conduz por um instante, realimentando via R3 a base de Q1 que é cortado.Com o corte, a tensão na base de Q2 sobe via polarização de R2 e mesmo que o pulso de disparo desapareça, o circuito se mantém no novo estado graças à realimentação.
Sua saída Q vai ao nível (1) e a saída /Q vai ao nível (0).

Para trocarnovamente de estado o flip-flop R-S, aplicamos um pulso positivo na entrada RESET, levando Q1 à saturação e Q2 ao corte, situação que se firma mesmo depois de desaparecido o pulso graças à realimentação proporcionada pelos resistores.

Veja que um pulso aplicado à entrada SET, o que corresponde a um bit 1, faz com que a saída Q que estava em 0 passe a 1, armazenando este bit. O flip-flop funcionarealmente como uma memória para este bit.

Da mesma forma como utilizamos transistores bipolares NPN para obter um flip-flop, podemos também empregar outros tipos de componentes em configurações semelhantes. Podemos, por exemplo, elaborar flipflops
usando transistores PNP, caso em que a polaridade dos sinais de disparo vai ser invertida.

Da mesma forma, podemos usar transistores de efeito de...
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