Representação das portas lógicas em circuitos reais

Pós-Aula: No seu blog, criar uma tabela mostrando o equivalente analógico (circuito e explicação) de cada porta lógica aprendida (incluindo sua tabela verdade). Faça uma pesquisa em sites e livros e coloque para cada uma delas um link interessante para aprender mais sobre essa relação (circuito integrado x transistores).   

 Gabriel de Carvalho Santos - Engenharia Elétrica 3°Semestre  RA:004202005246 

Porta AND

Representação gráfica: 

 S = A*B

Circuito real:



Neste circuito o sinais de entrada é representado por um botão de pulso, onde ao pressiona-lo o sinal é alto (1) e o LED é considerado a saída da porta lógica, quando está aceso, a saída é 1.

O funcionamento consiste em usar dois transistores em sequencia, em que os botões que estão ligados em paralelos tem como funçam excitar o transistor para ele passar a conduzir a tensão de 5 Volts e acender o LED, ou seja, como os botões estão em paralelo, é necessário que ambos sejam ativados para que os dois transistores conduzam a tensão e o LED acenda, ou seja, dois sinais altos para ter um sinal alto na saída.

Link de curiosidade: Portas Lógicas (usp.br)


 Porta OR

Representação gráfica: 


S = A+B
Circuito real:


Da mesma forma que o circuito anterior, os botões são as entradas de sinal e o LED é a saída, a diferença fundamental nesse caso é que os dois transistores estão em paralelo, ou seja, qualquer um que seja acionado pelos botões, irá conduzir a corrente pelo LED até o terra independente do outro, logo não é obrigatório o sinal 1 em ambos os botões, o que caracteriza uma porta lógica OU.

 Porta NOT

Representação gráfica: 


Circuito real:


A porta lógica NOT é uma das mais simples, logo o seu circuito também é simples, consistindo apenas de um transistor que é chaveado por um botão assim como os anteriores, porém neste caso, a saída que é o LED já está conduzindo, ou seja, sem o botão estar acionado (0) a saída é 1, e quando o botão é acionado excitando assim o transistores, o transistor conduz os 5 Volts direto para o terra, e por definição a corrente elétrica vai pelo caminho de menor resistência para o terra, neste caso, o transistor, ignorando assim o LED em paralelo, ou seja, botão acionado, saída 0, o sinal é invertido.


Porta XOR

Representação gráfica: 


S = A
B

Circuito real:


A porta lógica XOR precisa que a entrada tenha dois valores diferentes para que a saída seja 1, e se os valores forem iguais, a saída é 0, o circuito mostrado acima possui uma quantidade maior de transistores que os circuitos anteriores, pois sua aplicação é mais complexa, e funciona da seguinte forma:

Estado 1: Input A = 0 e Input B = 0 -  Os transistores Q4 e Q5 que são acionados diretamente pelos botões A e B estão abertos, portanto o LED1 que funciona de saída está desligado, pois os dois sinais são iguais.

Estado 2: Input A = 0 e Input B = 1 – Neste caso o LED deve estar aceso, pois são duas entradas diferentes, o botão B aciona o transistor Q5, que faz com que o 5 Volts passe pelo LED e chegue no transitor Q3, que está acionado diretamente pela outra entrada dos 5 Volts, assim, o LED1 está aceso, ou seja, saída 1.

Estado 3 : Input A = 1 e Input B = 0 – Mesma situação que o estado anterior, a única diferença é que p transistor que está acionado no momento é o transistor Q4, ou seja, saída 1.

Estado 4 : Input A = 1 e Input B = 1 – Neste caso os dois botões estão acionados, que ativam assim os transitores Q1 e Q2, que tem como função primordial conduzir os 5 volts que ativam o transistor Q3 para o terra, assim Q3 fica aberto, e os 5 Volts provindos do LED de saída não conseguem fechar o circuito para ligar o LED, assim a saída é 0.



Porta Complementares

 Nesta seção iremos trabalhar com as portas complementares, que na verdade são geradas pela associação das portas mostradas acima com a porta inversora NOT:


Porta NAND

Representação gráfica: 


Circuito real:


A porta lógica NAND é a junção da porta lógica AND com a porta NOT, em verde temos o circuito da porta lógica NOT destacado.


Porta NOR

Representação gráfica: 


Circuito real:
A porta lógica NOR é a junção da porta lógica OR com a porta NOT, em verde temos o circuito da porta lógica NOT destacado.


Porta XNOR


Circuito real:

A porta lógica XNOR é a junção da porta lógica XOR com a porta NOT, em verde temos o circuito da porta lógica NOT destacado.

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