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GELE7183 Circuitos Integrados - AULA-04

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Prof. Luciano M. Camillo professorcamillo@gmail.com
Prof. Luciano M. Camillo
professorcamillo@gmail.com
Circuitos Integrados
Prof. Luciano M. Camillo professorcamillo@gmail.com
MicroeletrônicaMicroeletrônica
• Estuda Técnicas de projeto fabricação e testes de Circuitos 
Integrados
– Possibilidades para construção de um circuito eletrônico:
• Utilizando CI’s de prateleira
(7400, 4000, 8086, Z80, 68000.....)
• C. I. de aplicação específica
(Muito utilizado atualmente pelas empresas de médio e 
grande porte em todo ou parte de determinados 
equipamentos eletrônicos de grande volume de produção) 
• Vantagens em se utilizar um C. I. de aplicação específica:
– Menor área ocupada
– Menor custo
– Maior facilidade de manutenção
– Proteção contra propriedade industrial (não pode ser 
copiado)
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Metodologias de Projetos de Circuitos 
Integrados Digitais de Aplicação Específica
ASIC - Application Specific Integrated Circuit
Circuitos Integrados de Aplicação Específica (Dedicados)
Circuitos 
Dedicados
Totalmente personalizados (Full Custom)
Semi personalizados
Células Padrão
(Standard Cell)
Matriz de Portas
(Gate Array)
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Projeto de C. I. Dedicados
Totalmente Personalizados (FULL CUSTOM)
Técnica “Top-Down”
Hierarquicamente estruturado
VDD
Fabricação: Todos os passos (Completa)
Vantagens: Comportamento estático e dinâmico 
muito bom
Mínima área
Desvantagens: Custo Elevado
Tempo de projeto elevado 
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Semi Personalizados
 C. I. já difundido, só falta a camada de interconexão
 Pode ter uma ou duas camadas de interconexão
 Cada célula contém transistores isolados (CMOS) 
Projeto 
Lógico
Ferramentas de C.A.D
Biblioteca de 
Células
Lay-out
Metodologia de Projeto com Arranjo de Portas (Gate Array)
CHIP
Vantagens: Menor número de máscaras
Baixo custo
Realização rápida
Desvantagens: 
Muitas interconexões
Baixa utilização da superfície
Otimização impossível
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Metodologia Usando Células Padrão (Standard Cell)
• Biblioteca de subsistemas digitais
• Projeto baseado em equações lógicas
Regist.
Contador
ULA
CHIP
Os blocos Registrador, Contador 
e ULA tem suas características 
bastante conhecidas, bastando 
apenas interliga-los e projetar o 
que não existe na biblioteca
Vantagens: Projetista não necessita de 
muito conhecimento de C. I.
Basta saber o projeto lógico
Desvantagens: 
Área total não otimizada
Potência e tempo de atraso não 
são bons 
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Comparação entre as metodologias 
de projeto de C. I. - VLSI
Complexidade
Funcional
Células 
Padrão
Totalmente
Personalizado
Arranjo de
Portas
STANDARD CELL
FULL CUSTOM
GATE ARRAY
RegularidadeCusto
Relativo
Prateleira
Arranjo de Portas
Célula Padrão
Tot. Personalizado
Volume de Produção
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Vantagens e desvantagens dos ASICs
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Vantagens e desvantagens dos ASICs
Full-Custom: 
- ASIC mais versátil 
- e com maior capacidade de integração (Densidade) 
- elevado custo de desenvolvimento, 
- demora muito tempo para chegar até o mercado 
- e risco de não funcionar corretamente 
devido a sua complexidade (Imagine um miprocessador
com 9 milhões de transistores). 
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Custo
(US$)
Tempo
Protótipo
% Pré-
Processada
Totalmente
personalizado
(Full Custom)
50K-250K 6-18 meses 0
Célula Padrão
(Standard Cell)
25K-80K 2-6 meses 0
Arranjo de
Portas
(Gate Array)
5K-40K 2 semanas a
3 meses
80 – 90 %
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Níveis de Projeto
• Nível Funcional:
– Divisão do circuito a ser projetado em “caixas pretas”, cada uma com uma 
função específica.
Ex: Registrador, Somador, Contador....
• Nível Lógico:
– Detalhamento de cada uma das “caixas pretas” em blocos lógicos (portas 
lógicas).
Ex: Portas NE, NOU, Inversores....
• Nível de Transistores:
– Interligação dos componentes (transistores) para a implementação das 
portas lógicas, bem como definição das dimensões geométricas destes 
transistores.
Ex: Transistores nMOS de W=10m e L=5m
• Nível de Layout:
– Layout final do circuito de acordo com as regras de projeto fornecidas e 
com as dimensões preestabelecidas pelo nível 3.
Ex: Ver layout posteriormente
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Classificação dos C.I.
Classificação dos circuitos integrados quanto à sua aplicação:
Lineares ou analógicos
Digitais
Os primeiros, são CIs que produzem sinais contínuos em função dos sinais 
que lhe são aplicados nas suas entradas. A função principal do CI analógico 
é a amplificação. Podem destacar-se neste grupo de circuitos integrados os 
amplificadores operacionais (AmpOp).
Os segundos são circuitos que só funcionam com um determinado número 
de valores ou estados lógicos, que geralmente são dois (0 e 1).
Nível lógico 1
Nível lógico 0
t
Sinal analógico: sinal que tem uma 
variação contínua ao longo do tempo.
Sinal digital: sinal que tem uma variação 
por saltos de uma forma descontínua.
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Classificação dos C.I.
Classificação dos circuitos integrados quanto à sua gama de integração:
A gama de integração refere-se ao número de componentes que o CI contém.
SSI (Small Scale Integration) – Integração em pequena escala: São os CI com menos 
componentes. Podem dispor de até 30 dispositivos por pastilha (chip).
MSI (Medium Scale Integration) – Integração em média escala: Corresponde aos CI 
com várias centenas de componentes, podendo possuir de 30 a 1000 dispositivos por 
pastilha (estes circuitos incluem descodificadores, contadores, etc.).
LSI (Large Scale Integration) – Integração em grande escala: Contém milhares de 
componentes podendo possuir de 1000 até 100 000 dispositivos por pastilha (estes 
circuitos normalmente efectuam funções lógicas complexas, tais como toda a parte 
aritmética duma calculadora, um relógio digital, etc.).
VLSI (Very Large Scale Integration) – Integração em muito larga escala: É o grupo de 
CI com um número de componentes compreendido entre 100 000 e 10 milhões de 
dispositivos por pastilha (são utilizados na implementação de microprocessadores).
ULSI (Ultra Large Scale Integration) – Integração em escala ultra larga: É o grupo de 
CI com mais de 10 milhões de dispositivos por pastilha.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
FAN – Out ou Acionamento de carga 
Geralmente as saídas de um circuito lógico necessitam acionar varias entradas 
lógicas. Algumas vezes todos os CI em um sistema digital pertencem a uma 
mesma família lógica, porem muitos sistemas fazem uso de diversas famílias 
lógicas. 
O FAN-OUT ou Acionamento de carga é definido como:
o numero Maximo de entradas lógicas que uma saída pode acionar com 
segurança quer dizer o numero de porta de entrada do tipo idêntico que e
possível ligar a saída de uma porta,
esta informação normalmente e fornecida pelo fabricante do CI, mais pode ser 
calculada a partir dos dados de corrente de saída e de entrada das portas. 
Por exemplo uma porta lógica que tem um Fan –Out de 10 pode acionar 10 
entradas lógicas se esse numero exceder a tensão de nível lógico de saída não 
poderá ser mais garantida. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Fan-Out (baixo) = Iol(Max) / Iil(Max)
Fan-out (alto) = Ioh(max) / Iih(max)
A folha de especificação do circuito 74LS04A indica os seguintes valores Maximo 
IOH = 0,4 mA , IOL = 8 mA, IIH = 20μA IIL = 0,1 mA. 
Calcularo Fan-Out em cada uma dos níveis lógicos pela relação entre a corrente 
fornecida e a corrente recebida. 
Fan-Out (baixo) = Iol(Max) / Iil(Max) 
Fan-Out (baixo) = 8 / 0.1 
Fan-Out (baixo) = 80 
Fan-out (alto) = IOH(max) / IIH(max) 
Fan-Out = 0.4 / 0.020 
Fan-out (alto) = 20 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Como neste caso o FAN-Out (Alto) é diferente do FAN-Out (Baixo), mas terá
de passar pela porta ambos os níveis lógicos, terá que se usar o menor valor. 
Portanto será possível ligar um Maximo de 20 portas do mesmo tipo a saída de 
uma porta 74ALS04. 
O resultado da violação da especificação de FAN-Out de uma porta será um 
abaixamento da tensão que devera levar a interpretação incorreta do sinal 
lógico produzido por aquela porta. 
Os valores típico de Fan-out
Portas TTL 
de 10 a 20 (em CI de baixo consumo), 
Portas CMOS 
este valor é superior a 100. 
Os CMOS tem um FAN-Out muito elevado em relação aos TTL isto devido ao 
fato de os CMOS ter um consumo mais baixo. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
O Fan-In indica a quantidade máxima de saídas que podemos ligar a uma 
entrada. 
FAN-In corresponde diretamente ao numero de entradas de uma porta quer dizer 
uma porta de 4 entrada tem um Fan-In de 4 entradas. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
As famílias de CI tem sido caracterizada pela a velocidade ou pela potencia.
Geralmente é mais desejável obter 
atraso de propagação menores (alta velocidade) 
e baixo consumo ou baixo valor de potencia dissipada. 
Uma forma comum para medir e comparar a performance total de uma família 
de CI é o produto Velocidade_potencia, 
que é obtido multiplicando-se o atraso de propagação da porta pela 
dissipação de potencia da mesma. 
Suponhamos que um CI tenha atraso médio de 10ns e um potencia de dissipação 
de 5mw, o produto Velocidade_Potencia será: 
Velocidade X Potencia = 10ns *5mw 
Velocidade X Potencia = 50 pJ (picoJoule) 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Pretende-se que o produto Velocidade_Potencia seja 
o mais baixo possível 
e o que os projetista estejam trabalhando e projetando CI 
com maior velocidade de propagação
isto é
reduzindo o atraso 
ou diminuído sua potencia de dissipação. 
O produto atraso-potência tende a ser constante 
para uma particular tecnologia de fabricação de circuitos digitais 
e pode ser utilizado para comparar diferentes tecnologias. 
quanto menor o valor de o valor de Velocidade_Potencia, 
melhor a tecnologia do ponto de vista 
de maior velocidade 
e menor consumo de potência. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Campos elétricos e magnético parasitas podem induzir tensões nos fios de 
conexão entre os circuitos lógicos. 
Estes sinais espúrios indesejáveis são chamados de ruídos 
e podem ocasionalmente fazer com que as tensões na entrada de um circuito 
lógico 
caia abaixo de VIH(min)
ou aumente alem de VIL(Max)
o que produzira uma operação inesperada. 
A imunidade ao ruído de um circuito lógico se refere a 
capacidade do circuito em tolerar ruído sem provocar alterações 
espúrias na tensão de saída
ou seja 
é o nível de ruído (tensão) que um determinado tipo de circuito pode 
estar sujeito sem conduzir a uma interpretação errada do nível lógico 
presente. 
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A medida quantitativa da imunidade ao ruído é chamada de margem de ruído. 
Margem de ruído para o estado alto. 
VNH = VOH(min) – VIH (min)
Margem de ruído para estado baixo 
VNL = VIL(Max) – VOL(Max)
Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Quando uma saída lógica em nível alto esta acionando uma entrada de 
um circuito lógico , 
qualquer spike de ruído negativo maior do que VNH que apareça 
na linha de sinal pode fazer com que a tensão vá para a faixa 
indeterminada onde uma operação imprevisível pode ocorrer. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Para operar adequadamente os níveis de tensão de entrada de um circuito lógico 
devem ser mantidos fora das faixas indeterminadas (figura)
Ou seja,
Tem de ser 
menores do que VIL(Max)
ou maiores do que VIH(min)
para as especificações da serie TTL as 
tensões deve ser 
menor que 0,8 
e maior que 2 , 
uma tensão de entrada entre o,8V e 2V é
considerada uma tensão de entrada 
invalida que produz uma resposta de 
saída imprevisível e portanto teve ser 
evitada. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
FAN IN (Correntes de entrada)
O termo FAN IN significa leque de entrada, 
isto é, 
o conjunto das informações das correntes de entrada. 
O FAN IN é dado normalmente em amperes, nas formas de 
corrente de entrada para nível alto, fan in 1 ou IIH
e corrente de entrada para nível baixo, fan in 0 ou IIL. 
As correntes de entradas significam as corentes quiescentes, 
Ou seja, 
as correntes necessárias para o perfeito funcionamento 
das entradas (as correntes de saídas são fornecidas 
com seus valores máximos). 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
FAN OUT (Correntes de saída)
O termo FAN OUT significa leque de saída 
e corresponde ao conjunto de informações sobre as correntes de saída. 
FAN OUT, ao contrário de FAN IN, não é fornecido em amperes, 
mas sim, convencionalmente, 
como o número de entradas-padrão (da mesma família) que uma saída 
consegue excitar (alimentar) com garantia. 
É um número adimensional e tem um sentido estritamente doméstico 
(não tem sentido falar sobre fan out entre famílias diferentes, embora possamos 
calcular facilmente a capacidade excitatória de uma família para outra). 
Por exemplo, a porta desenhada, podemos dizer que 
o FAN OUT daquela família é 3 
se a saída for capaz de drenar 3 x 1,3mA
das três entradas a ela ligadas 
e fornecer 3 x 1,5uA para as mesmas
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Classificação dos C.I.
Classificação dos circuitos integrados quanto ao tipo de transístores 
utilizados: Bipolar e Mos-Fet.
Os circuitos integrados digitais estão agrupados em famílias lógicas.
Famílias lógicas bipolares:
RTL – Resistor Transistor Logic – Lógica de transístor e resistência.
DTL – Díode Transistor Logic – Lógica de transístor e díodo.
TTL – Transistor Transistor Logic – Lógica transístor-transístor.
HTL – High Threshold Logic – Lógica de transístor com alto limiar.
ECL – Emitter Coupled Logic – Lógica de emissores ligados.
I2L – Integrated-Injection Logic – Lógica de injecção integrada.
Famílias lógicas MOS:
CMOS – Complemantary MOS – MOS de pares complementares NMOS/PMOS
NMOS – Utiliza só transístores MOS-FET canal N.
PMOS - Utiliza só transístores MOS-FET canal P.
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Característicasdos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
A família DTL (Lógica de diodos e transistores) é uma extensão da lógica com 
diodos, permitindo formar além dos blocos E ou OU, os blocos NE e NOU.
O circuito básico da porta NE DTL é visto na figura:
Principais características: bloco lógico básico é a porta NE, tempo de atraso da 
ordem de 30ns, fan-out ~ 8, potência/bloco ~ 10mw, imunidade ao ruído da 
ordem de 1,4V.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Exercício: Desenhe a porta NOU DTL.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
A família DCTL (Lógica de transistores 
diretamente acoplados) permitem alimentação 
de baixa tensão, em torno de 3V.
Fan-out igual a 2 (limitação), 
baixa potência em função do menor números de resistores internos, 
imunidade ao ruído baixa, em função do fato de que qualquer variação da 
tensão de entrada poderá fazer, facilmente, com que um dos transistores saia 
da situação de corte e entre em situação de saturação.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
A família RLT (Lógica de transistores e resistores) é uma das primeiras famílias 
transpostas para os circuitos integrados. 
Essa família é semelhante à família DCTL somente que seus circuitos não 
possuem acoplamento direto dos transistores. 
Analogamente à família DCTL, possui circuitos simples e de fácil compreensão.
O circuito de uma porta NOU na família RTL é visto na figura:
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
Características gerais: 
Fan-out igual a 5, 
Potência dissipada por bloco da ordem de 10mW, 
(devido à introdução dos resistores de base), 
Tem-se maior imunidade ao ruído que na família DCTL 
e Tempo de atraso típico da ordem de 12ns. 
A maior imunidade ao ruído é devido ao fato de o ruído, para 
polarizar a junção base-emissor do transistor, deve perder energia 
sobre o resistor de 450 ohms. 
A tensão associada a esta perda é justamente o incremento de 
imunidade a ruídos que esta família tem em relação ao circuito 
correspondente sem resistor.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
A família RCTL 
(Lógica de Transistor-resistor-capacitor) 
é semelhante à RTL, 
apenas com a introdução de capacitores 
para diminuir o tempo de atraso, 
ou seja, 
aumentar a velocidade de comutação.
O efeito dos capacitores é diminuir o tempo de 
atraso, pois quando se aplica um degrau de 
tensão em um capacitor, o mesmo comporta-se 
como um curto-circuito no instante inicial.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
A família TTL (Logica de Transistores Bipolares) 
é derivada da família DTL (vide comparação na figura),
diferenciando-se no uso de Transistores Multiemissores, 
o que resulta em uma série de vantagens ,tais como:
- eliminação da rede de diodos e resistores de entrada, 
- maior velocidade de comutação 
- e ainda, maior facilidade de construção em escala integrada, 
tornando-se menor o custo por unidade.
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados DigitaisCaracterísticas dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
A família TTL foi originalmente desenvolvida pela TEXAS Instruments, mas
hoje, muitos fabricantes de semicondutores produzem seus componentes. 
Esta família é principalmente reconhecida pelo fato de ter duas séries que 
começam pelos números 
54 para os componentes de uso militar e 
74 para os componentes de uso comercial. 
Os Cis da série TTL 74-padrão oferecem uma combinação de 
velocidade 
e potências consumidas 
adequadas a um grande número de aplicações.
Entre os CIs desta série, podemos encontrar uma ampla variedade de portas 
lógicas, flip-flops, construídos segundo a tecnologia SSI, além de registradores de 
deslocamento, contadores, decodificadores, memórias e circuitos aritméticos, 
construídos com a tecnologia MSI.
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Séries 74/54 Simbologia
Características dos Circuitos Integrados Digitais
Geralmente, observaremos nos CI’s com tecnologia TTL um código semelhante 
ao mostrado abaixo:
ZZ 74 AC KK XXX NT
onde
ZZ é geralmente o código do fabricante (ex. SN da Texas Inst.). 
Os números 74 e 54 dizem respeito à Faixa de Temperatura de 
funcionamento. 
O código 74, conhecido por versão comercial tem características de temperatura 
para Bipolar na faixa [0..70°C] 
e na versão com compatibilidade CMOS na faixa [-40..85°C]. 
O código 54, conhecido por versão Militar te a faixa de utilização de 
[-55..125°C]. 
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Séries 74/54 Simbologia
Características dos Circuitos Integrados Digitais
Geralmente, observaremos nos CI’s com tecnologia TTL um código semelhante 
ao mostrado abaixo:
ZZ 74 AC KK XXX NT
As letras que aparecem após o 74/54 especificam a sub-família:
- nenhum código ou N para TTL Standard (TTL padrão ou normal), 
- L para Low Power , 
- LS para Low Power Schottky (Baixa Potência com Junções Schottky), 
- S para Schottky (Junções Schottky), 
- ALS para Advanced Low Power Schottky (Baixa Potência/Junções Schottky-
avançada), 
- AS para Advanced Schottky (Junções Schottky -versão avançada), 
- F para FASTTM (FAST (marca registrada)), 
- e C para compatibilidade com CMOS. 
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Séries 74/54 Simbologia
Características dos Circuitos Integrados Digitais
Geralmente, observaremos nos CI’s com tecnologia TTL um código semelhante 
ao mostrado abaixo:
ZZ 74 AC KK XXX NT
KK s números identificadores especiais relacionados com o número de bits de 
barramento de CI’s de interface. 
Os números XXX especificam a função do CI
(ex. 00 tem quatro portas NE de duas entradas). 
NT identifica o tipo de encapsulamento. 
ex. N=300mil DIP Dual in Pine; 
NT é 300 mil DIP para 24/28 pinos; 
D=150 mil SO; 
DW 300 mil SO 20/24/28 pinos; 
DL 300 mil SSOP (Shrink Small Outline Package) 48/56 pinos
Características dos Circuitos Integrados Digitais
Séries 74/54 Simbologia
Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Alimentação: 
A versão Comercial (74xx) 
tem tolerância de 5% na alimentação [de 4,75 a 5,25V] 
e faixa de temperatura de trabalho entre 0° a 75°C 
e a versão militar Militar (série 54xx) 
uma tolerância de 10% 
com faixa de temperatura de trabalho entre - 55°C a 125°C.
Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Níveis de Entrada e Saída:
Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
-TTL 74L de Baixa Potência: 
-adequada para o uso em aplicações nas quais a dissipação de potência é um problema 
mais crítico do que a velocidade de operação. 
-Exemplo de aplicação: Circuitos que operam a baixas freqüências, alimentados por 
baterias, como as calculadoras eletrônicas. 
Esta série tornou-se obsoleta com o desenvolvimento das séries 74LS, 74ALS e CMOS, 
que oferecem chips com baixo consumo de potência, operando a velocidades bem mais 
altasque as dos dispositivos 74L. 
Por isso a série 74L não é recomendada para ser usada no projeto de novos circuitos;
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
-TTL 74H de Alta Velocidade: 
-apresenta um aumento da velocidade em relação a série 74L, 
porém esse aumento é conseguido à custa do aumento da potência consumida pelos 
dispositivos da série. 
A série 74H também ficou obsoleta com o desenvolvimento da série TTL Schottky;
-TTL 74S Schottky: 
-reduz o retardo de armazenamento, com o uso do diodo Schottky. 
Opera com o dobro da velocidade da 74H, consumindo mais ou menos a mesma 
potência;
-TTL 74LS Schottky de Baixa Potência (LS-TTL): 
-é uma versão da 74S, que apresenta CIs com consumo de potência mais baixo e 
com velocidade também mais baixa. 
Tais características colocaram a série 74LS como a “principal” série de toda a família 
TTL, sendo atualmente usada em todos os novos projetos em que a velocidade é um 
fator preponderante. 
Esta posição de liderança tende a ser perdida pouco a pouco pela nova série 74ALS;
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
-TTL 74AS Schottky Avançada (AS-TTL): 
é a série TTL mais rápida, e com o produto velocidade potência significativamente 
mais baixo que o da série 74S. 
A série 74AS tem outras vantagens sobre as demais, 
incluindo a necessidade de correntes de entrada extremamente 
baixas, 
o que resulta em fan-outs maiores que os da série 74S. 
-TTL Schottky Avançada de Baixa Potência (74ALS-TTL): 
oferece uma sensível melhora em relação à 74LS no que diz respeito à
velocidade de operação 
e à potência consumida. 
Esta série tem o mais baixo produto velocidade-potência de todas as séries TTL, 
e está muito próxima de ter a mais baixa dissipação de potência por porta lógica. 
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Características dos Circuitos Integrados Digitais
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Considerando primeiramente o estado BAIXO ( nivel 0)
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Na figura a saída apresenta 3 estados de saída: 
o estado 0 (Q4 saturado e Q3 cortado),
o estado 1 (Q4 cortado e Q3 saturado) 
e um terceiro estado de alta impedância (Q4 e 
Q3 cortados), 
conhecido como terceiro estado. 
Diz-se que esta saída é do tipo tri-state (3S).
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Se aplicarmos um nível zero (0V) na entrada 
E (enable, entrada de habilitação), 
Q5 será cortado e o circuito funcionará
normalmente como uma porta NE. 
Se aplicarmos nível 1(Vcc), 
o transistor Q5 saturará e o potencial no 
ponto X cairá para um valor baixo, 
levando Q3 e Q4 para a situação de 
corte. 
O terminal de saída S, neste caso, estará
praticamente desconectado do circuito e 
ocasionará o estado de alta impedância.
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Família ECL (Emitter-Coupled Logic)
A família ECL (Lógica de Emissores acoplados) 
utiliza nos circuitos o acoplamento direto entre emissores dos 
transistores.
Esse fato faz com que os transistores 
não trabalhem na região de saturação 
e traz como consequência, 
um menor tempo de resposta, 
ou seja, uma velocidade de trabalho alta. 
De fato, dentre as famílias lógicas aqui 
estudadas, é a que permite a maior 
velocidade de comutação (1,55 ns).
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Família ECL (Emitter-Coupled Logic)
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A família MOS (Lógica de transistores MOS-FET) são circuitos formados a 
partir de transistores MOSFETs, transistores de efeito de campo, construídos a 
partir da tecnologia MOS (semicondutor de óxido metálico). Ilustra-se abaixo 
estes transistores.
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A tecnologia MOS apresenta como característica 
uma maior densidade de integração que os bipolares, 
de forma a conseguirmos um grande número de componentes dentro 
de um mesmo encapsulamento. 
Graças a esta característica, têm grande aplicação em circuitos de memórias de 
grande capacidade e microprocessadores. 
Como vantagens desta família temos 
- o baixo custo de fabricação; 
- menor consumo (não utiliza resistores na fabricação de C.I.'s. Os 
transistores fazem o papel de resistores); 
- menor espaço ocupado (ótimo para C.I.'s com alta escala de 
integração como memórias e microprocessadores). 
A principal desvantagem desta família é sua menor velocidade de operação.
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A família CMOS (MOS com simetria complementar)
sempre haverá um transistor pMOS
trabalhando com um outro nMOS
em simetria complementar
Tem seus circuitos construídos basicamente de 
pares de MOS canal n e MOS canal p. 
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Suas configurações básicas permitem, como na família MOS, 
uma grande escala de integração, 
com os blocos formados a partir dessa técnica, 
consumindo a mais baixa potência de todas as famílias sendo 
Outra característica importante é o seu grande Fan-out
por se tratar de circuitos de alta impedância de entrada
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Quanto à alimentação,
essa família permite uma larga faixa de tensões que garante um bom 
funcionamento:
desde 3V até 15V (série 40XX) 
ou de 3V até 18V (série 40XXB). 
Sua fabricação é mais simples que a da família TTL.
- Tem uma menor densidade de integração 
- e são circuitos mais complexos se comparada à tecnologia nMOS . 
- mais rápida que a tecnologia pMOS.
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Quanto as características de tensão das entradas e saídas, a familia CMOS tem 
um comportamento
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Tipos de Encapsulamento do C.I.
Os circuitos integrados são pequenos cristais de silıcio germano ou Arsenato de 
Galio que para poderem ser facilmente utilizados, estão inseridos em invólucro 
que facilitam o seu manuseio e interligação.
O desenvolvimento e avanço nos circuitos integrados continuam cada vez mais 
rápido. O mesmo pode ser dito quanto aos encapsulamento de CIs, existe uma 
variedade de encapsulamento que diferem 
no tamanho físico,
nas condições ambientais 
e de consumo de energia sobre os quais o dispositivo pode operar
confiavelmente 
e no modo pelo qual o encapsulamento do CI é montado na placa de circuito 
impresso.
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Tipos de Encapsulamento do C.I.
Encapsulamento com dupla fila de pinos (DIL ou DIP – Dual In Line)
Encapsulamento planas (Flat-pack)
Encapsulamento metálicas TO-5 (cilíndricas)
Encapsulamento especiais
Enquanto as Encapsulamento TO-5 são de material metálico, as restantes 
podem utilizar materiais plásticos ou cerâmicos.
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Encapsulamento com 
dupla linha de pinos
Para os CI de baixa potência – DIL ou DIP
As Encapsulamento de dupla fila de pinos são as 
mais utilizadas, podendo conter vários chips 
interligados.
Nos integrados de encapsulamento DIL a 
numeração dos terminais é feita a partir do 
terminal 1 (identificado pela marca), vai por essa 
linha de terminais e volta pela outra (em sentido 
anti-horário).
Durante essa identificação dos terminais o CI 
deve ser sempre observado por cima.
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Encapsulamento com 
quatro linhas de pinos
QIL – Quad In Line
Para c.i. de média potência, por exemplo, 
amplificadores de áudio.
A principal razão da linha quádrupla de pinos é
o de permitir um maior afastamento das 
respectivas “ilhas” de ligação no circuito 
impresso, de forma que pistas mais largas 
(portanto para correntes maiores) possam ser 
ligadas a tais “ilhas”.
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Encapsulamento com linha única de 
pinos
SIL – Single In Line
Alguns integrados pré-amlificadores, e mesmo 
alguns amplificadores de certa potência, para 
áudio, apresentam esta configuração. 1
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Encapsulamento Planos (Flat-pack)
As Encapsulamento planos têm reduzido volume e espessura e são 
formadas por terminais dispostos horizontalmente. Pelo facto de se 
disporem sobre o circuito impresso a sua instalação ocupa pouco espaço.
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Encapsulamento metálico TO-5
Têm um corpo cilíndrico metálico, com os terminais dispostos em linha 
circular, na sua base.
A contagem dos terminais inicia-se pela pequena marca, em sentido 
horário, com o componente visto por baixo.
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Encapsulamento especiais
As Encapsulamento especiais sãoos que dispõem de numerosos terminais 
para interligarem a enorme integração de componentes que determinados 
chips dispõem (por exemplo, CI contendo microprocessadores).
Encapsulamento QUAD PACK 
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Circuitos Integrados de potência
Alguns integrados de potência têm um 
Encapsulamento extremamente parecido 
com a dos transístores de potência.
Algumas observações importantes a 
respeito das aletas de acoplamento aos 
dissipadores de calor:
Aleta metálica
Dissipador 
de calor
As aletas podem ser fixadas a dissipadores de alumínio em método idêntico 
ao utilizado nos transístores de potência.
Acoplar-se as aletas à própria caixa (se for metálica) que contém o circuito.
As aletas podem ser soldadas a uma das faces de cobre do circuito 
impresso (no caso de uma dupla face).
As aletas, quase sempre estão ligadas electricamente por dentro do c.i., ao 
pino correspondente ao negativo da alimentação (massa).
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Encapsulamento de C.I. em SMT
Existem três tipos básicos de Encapsulamento de circuitos 
integrados em SMT (Surface Mount Technology):
SOIC – Small-Outline Integrated Circuit – é semelhante a um 
DIP em miniatura e com os pinos dobrados.
PLCC – Plastic-Leaded Chip Carrier – tem os terminais 
dobrados para debaixo do corpo.
LCCC – Leadless Ceramic Chip Carrier – não tem pinos. No 
seu lugar existem uns contactos metálicos moldados na 
Encapsulamento cerâmica.
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Tipos de Encapsulamento do C.I.
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Bases (Soquetes) para os C.I.
A base ou soquete, em termos práticos, além de facilitar a eventual 
manutenção do circuito, evita o aquecimento do circuito integrado quando
se solda.
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