8.7) Tecnologia MOS. MOS metal-óxido-semicondutor: um eletrodo de metal sobre um óxido isolante sobre um substrato de semicondutor

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "8.7) Tecnologia MOS. MOS metal-óxido-semicondutor: um eletrodo de metal sobre um óxido isolante sobre um substrato de semicondutor"

Bárbara Rocha Ribeiro
7 Há anos
Visualizações:

1 UFJF Fabrício FABRICIO Campos CAMPOS

2 8.7) Tecnologia MOS MOS metal-óxido-semicondutor: um eletrodo de metal sobre um óxido isolante sobre um substrato de semicondutor MOSFET - Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor O campo elétrico do eletrodo de metal, do lado do oxido isolante, tem um efeito sobre a resistência do substrato Simples, baixo custo de fabricação, pequeno, consome pouquíssima potência.

3 8.7) Tecnologia MOS O MOSFET Pode ser do tipo enriquecimento CANAL-N ou CANAL-P

4 8.7) Tecnologia MOS O MOSFET Pode ser do tipo enriquecimento CANAL-N ou CANAL-P

5 8.7) Tecnologia MOS CANAL-N como chave

6 8.7) Tecnologia MOS CANAL-P como chave

7 8.8) CMOS - Lógica MOS Complementar Mais fácil de fabricar do que TTL Usa P-MOS e N-MOS Inversor CMOS

8 8.8) CMOS - Lógica MOS Complementar NAND CMOS

9 8.8) CMOS - Lógica MOS Complementar NOR CMOS

10 8.9) Características da série CMOS Possuem as mesmas funções lógicas da família TTL e também funções especiais Termos para substituir famílias: COMPATÍVEL PINO A PINO FUNCIONALMENTE EQUIVALENTE ELETRICAMENTE COMPATÍVEL

8.9) Características da série CMOS SÉRIE 4000/14000 Primeira série CMOS Muito baixo consumo Alimentação 3~15V Não compatível pino a pino nem eletricamente com TTL 74HC/74HCT (HIGH

11 8.9) Características da série CMOS SÉRIE 4000/14000 Primeira série CMOS Muito baixo consumo Alimentação 3~15V Não compatível pino a pino nem eletricamente com TTL 74HC/74HCT (HIGH SPEED CMOS) 74HC é 10 vezes mas rápido do que 74LS Compatível pino a pino e funcionalmente com TTL 74HCT é eletricamente compatível com TTL Pode ser ligada diretamente a qualquer TTL

12 8.9) Características da série CMOS 74AC/74ACT (CMOS AVANÇADA) Comparando com HC: Maior imunidade ao ruído Menos atraso de propagação Maior velocidade de clock Funcionamento compatível com TTL mas não pino a pino 74AC11004 = 74HC04 74AHC/74AHCT (ADVANCED HIGH-SPEED) Comparando com HC: Alta imunidade Baixo consumo Até 3 vezes mas rápidos

13 8.9) Características da série CMOS LÓGICA BiCMOS (5V) Combina baixo consumo de CMOS e alta velocidade dos circuitos bipolares Geralmente usados em barramentos (latches, buffers, drivers,...) Compatível pino a pino com TTL Tensão de alimentação 4000/14000: 3~15V 74HC/HCT/AC/ACT/AHC/AHCT: 2~6V Séries especiais: 2,5~3,3V

14 8.9) Características da série CMOS De modo geral CMOS tem margens UFJF FABRICIO de CAMPOS ruído maiores do que TTL

15 8.9) Características da série CMOS De modo geral CMOS tem correntes menores

16 8.9) Características da série CMOS Dissipação de potencia P D aumenta com a frequência Quando em estado estático a dissipação de potência é extremamente baixa Quando a saída comuta de baixo para alto uma corrente transiente deve ser fornecida devido à capacitância de carga

17 8.9) Características da série CMOS FAN-OUT CMOS têm resistência de entrada extremamente alta (10 12 Ω) e drenam quase nenhuma corrente Cada entrada tem uma capacitância de 5pF, esta capacitância limita o número de entradas CMOS que uma saída pode acionar. Tipicamente cada carga CMOS aumenta o atraso de propagação em 3ns

18 8.9) Características da série CMOS Entradas não usadas Entradas CMOS nunca devem ficar desconectadas Comparando CMOS com TTL: Velocidade de operação menor Menor consumo de potencia Margem de ruído melhor Faixa maior para tensão de alimentação Fan-out maior Menos área no chip

19 8.10) Tecnologia de baixa tensão Maior integração implica em: Circuitos mais próximos Menor atraso de propagação Isolação mais estreita Maior dissipação de potência Para reduzir estes efeitos reduzimos a tensão Série 74LVC (LOW-VOLTAGE CMOS) Série 74AVC (ADVANCED VERY-LOW-VOLTAGE CMOS) 1,2~3,3V

20 8.10) Tecnologia de baixa tensão

21 8.10) Tecnologia de baixa tensão

22 Advanced Ultra-low-voltage CMOS (AUC)

23 8.11) Saídas de coletor aberto e dreno aberto Podemos precisar compartilhar um barramento com mais de uma saída. Como fazer isso? Saídas totem-pole nunca devem ser conectadas juntas

24 8.11) Saídas de coletor aberto SAÍDA COLETOR ABERTO Devemos conectar um resistor de pull-up externo

25 8.11) Saídas de coletor aberto WIRED-AND É usado quando mais de uma saída deve acionar o mesmo sinal

26 8.11) Saídas de coletor aberto BUFFERS/DRIVERS DE COLETOR ABERTO Um Buffer (Driver) é um circuito lógico que é projetado para ter capacidade de corrente/tensão maior que um dispositivo lógico comum Saída coletor aberto oferece esta flexibilidade 7406 tem seis inversores, pode drenar até 40mA cada

27 8.11) Saídas de coletor aberto Pode ser usado para acionar leds e bobinas de relés

28 8.12) Saídas TRISTATE Três Estados: ALTO BAIXO ALTA IMPEDANCIA (HI-Z) As saídas são conectadas para compartilhar um fio comum OE=1 (ALTO ou BAIXO) OE=0 (HI-Z)

29 8.12) Saídas TRISTATE Buffers tristate

30 8.16) Interfaceamento de CI s Como conectar circuitos com características diferentes? INTERFACEAMENTO: conectar circuitos com características elétricas diferentes

31 8.16) Interfaceamento de CI s TTL acionando CMOS (5V) Sem problemas quanto aos requisitos de corrente. V OH (min) TTL é muito baixo quando comparado com V IH (min) CMOS, usa-se um resistor de Pull-up para elevar a tensão.

32 8.16) Interfaceamento de CI s CMOS acionando TTL ESTADO ALTO: Atende aos requisitos de tensão e corrente ESTADO BAIXO: Pode não atender aos requisitos de corrente

33 8.16) Interfaceamento de CI s CMOS acionando TTL Resolvendo quando não atende os requisitos de corrente: Usar um buffer ou mais portas 74HC125 QUAD BUS BUFFERS (3-STATE) I O =35mA

34 8.16) Interfaceamento de CI s CMOS acionando TTL Exemplo: Uma saída 74HC pode acionar três entradas 7406? NÃO: 74HC00 pode absorver 4mA, mas a entrada I IL do 7406 é 1,6mA A corrente total de carga seria 1,6m x 3 = 4,8mA

35 8.17) Interfaceamento com tensão mista SAÍDAS DE BAIXA TENSÃO ACIONANDO CARGAS DE ALTA TENSÃO USAREMOS UM CIRCUITO CONVERSOR DE NÍVEL 74AVC1T45

36 8.17) Interfaceamento com tensão mista SAÍDAS DE ALTA TENSÃO ACIONANDO CARGAS DE BAIXA TENSÃO Usar circuitos tolerantes à tensão alta na entrada (Entrada tolerante TTL)

37 8.18) Comparadores de Tensão O circuito comparador de tensão pode ser usado no Interfaceamento de sistemas digitais Sua entrada é analógica Sua saída é digital

38 8.19) Exercício: Encontrar pelo menos 8 situações nas quais características dos CIs não foram consideradas adequadamente

39 8.19) Exercício: Encontrar pelo menos 8 situações nas quais características dos CIs não foram consideradas adequadamente 1 Consumo total maior do que a capacidade da fonte 2 Entradas JK 74S112 deveria estar em 1 3 Entrada B do sempre em 1 4 Entradas não conectadas do 4001B 5 Fan-Out excedido da Saídas Totel-pole da 7400 em curto (wired-and) 7 Saídas TTL 74S112 conectadas a CMOS sem resistores de pull-up 8 Saídas CMOS conectadas em entradas TTL sem Buffer

Documentos relacionados

8.4) Características da Série TTL Existem diversas subfamílias com diferentes características de capacidade, velocidade e potência TTL PADRÃO, 74 Não são mais indicados, outros dispositivos têm desempenho