Circuitos integrados TTL e CMOS

Circuitos Integrados TTL:

A Lógica Transistor-Transistor (Transistor-Transistor Logic ou simplesmente TTL) é uma classe de circuitos digitais construídos de transistores de junção bipolar (BJT), e resistores. Isso é chamado lógica transistor-transistor porque ocorrem ambas as funções porta lógica e de amplificação pelos transistores (em contraste com a RTL e a DTL). Isso é notável por ser uma família difundida de circuitos integrados (CI) usada por muitas aplicações como computadores, controle industrial, electronica de consumo, sintetizadores etc. Por causa do grande uso desta família lógica, sinais de entrada e saída de equipamentos eletronicos pode ser chamada entrada ou saída "TTL", significantemente compatível com os níveis de tensão usados.

Estes circuitos têm como principal característica a utilização de sinais de 5 volts para níveis lógicos altos. Seus circuitos integrados são constituídos basicamente de transístores, o que os torna pouco sensíveis à eletricidade estática.

Circuitos Intergrados CMOS:

A família C-MOS possui circuitos integrados disponíveis nas séries comerciais 4000 e 74C, sendo esta última semelhante à TTL (com relação à pinagem dos circuitos integrados e função dos blocos disponíveis).

Além destas, a família C-MOS também possui versões de alta velocidade e melhor desempenho: 74HC/74HCT (High-speed C-MOS), sendo a HCT especialmente desenvolvida para atuar com parâmetros de tensões compatíveis com a família lógica TTL-LS e as apropriadas para operar com baixa tensão de alimentação: 74LV/74VC (Low Voltage CMOS).

Os circuitos integrados C-MOS são dimensionados para operar na faixa de temperatura de -40° a +85 °C nas séries comuns, e nas variações de uso militar na faixa de -55° a +125 °C.

Veja logo a seguir, os principais parâmetros encontrados nos manuais com nomenclaturas originais:

1.Alimentação (Vdd):

Esta família permite para as séries 4000 e 74C operar na faixa de 3V a 15V, para a versão HC de 2V a 6V e para a HCT de 4,5V a 5,5V.

Para as séries de baixa tensão temos: a faixa de 1V a 3,6V para a LV e 1,2V a 3,6V para a LVC.

Podemos notar que esta família e suas versões apresentam a vantagem de possuir uma larga faixa de tensão de alimentação, não necessitando de regulagem precisa na fonte como no caso da família lógica TTL.

2.Níveis de tensões e correntes de entrada e saída:

De maneira geral, apresentam nas entradas, valores de V IL (máx.) iguais a 30% do Vdd e V IH(min.) iguais a 70% do Vdd, com exceção da versão HCT que possui estes níveis iguais a TTL-LS. Nas saídas dos blocos, devido principalmente ao baixo consumo de corrente na ligação com o bloco seguinte , apresentam valores muito próximos a 0V (V OL máx.) e Vdd (V OH min.).

A tabela a seguir apresenta os valores de tensões e correntes para a série 4000, operando com Vdd igual a 5V.

C-MOS série 4000

3.Tempo de atraso de propagação:

Nas séries mais comuns, o tempo de atraso de propagação médio é da ordem de 90ns, constituindo-se em uma grande desvantagem.

O problema foi superado com o aparecimento das versões apropriadas para uso em alta velocidade (HC/HCT), com parâmetros compatíveis com os das versões TTL para a mesma finalidade. Para exemplificar, a tabela a seguir apresenta os parâmetros de velocidades para a série básica e as versões citadas, com tensão de alimentação igual a 5V.

4. Imunidade ao Ruído:

A margem de imunidade ao ruído para a família C-MOS é igual a 45% de Vdd, sendo muito alta se comparada com a família TTL. Devido a isso, estes blocos são adequados para serem utilizados em circuitos que operam em sistemas ou ambientes de alto nível de ruído.

5. Potência Dissipada:

O consumo de potência da família C-MOS (com Vdd=5V) é da ordem de 1nW por porta na série 4000 e 2,5nW por porta na versão 74HC,caracterizando-se em mais uma grande vantagem desta família.

6. Fan-Out:

Nesta família, de modo generalizado, Fan-Out é igual a 50, porém varia conforme as versões empregadas. Devido à compatibilidade de algumas versões com TTL, é comum nos manuais, encontrar este parâmetro definido para um carregamento da saída com TTL-LS, sendo este um menor valor (Fan-Out = 10 para HC/HCT).