Eletrônica Digital Básica - Porta Lógica E (Gate AND)
Começamos então o primeiro conteúdo de Eletrônica Digital Básica. Falaremos sobre portas lógicas começando hoje pela porta E ou AND. Seu símbolo é o mostrado na figura abaixo.
Figura 01: Símbolo da Porta Lógica E. Figura: do autor.
A lógica E é fácil de entender olhando sua tabela verdade. A sua saída só terá nível lógico alto quando todas as suas entradas estiverem em nível lógico alto. Lembrando que 0 (zero) significa nível lógico baixo e 1 (um) significa nível lógico alto. Nível alto também pode ser 5V e nível baixo 0V (GND).
Figura 02: Tabela verdade da lógica E. Fonte: do autor.
Essa Lógica é utilizando, como demonstrado, quando se há necessidade de um circuito que funcione quando SOMENTE todas as entradas estiverem ativadas. Pensando em um forno de microondas. Geralmente um forno deste possui duas ou três chaves que informam que a porta esteja fechada para ele poder funcionar. Isto é feito por motivo de segurança para o usuário. Então, as entradas serão as chaves e a saída irá para um microcontrolador. Utilizando uma porta E, podemos ligar todas as chaves as entradas da porta e sua saída no microcontrolador. E uma das chaves apresentar nível baixo, pela lógica E teremos nível lógico baixo na saída. Recebendo nível lógico baixo no microcontrolador, ele não irá iniciar o aparelho desde que se repare a anomalia.
A expressão booleana da porta lógica E é:
S = A . B
As portas E são facilmente encontradas no padrão TTL DIP14. Seu código é o 7408, 74LS08 ou 74HC08. Também são encontradas no Padrão CMOS pelo código CD4081.
Figura 03: Disposição dos pinos da porta lógica E TTL 7408. Fonte: Texas Instruments.
Figura 04: Disposição dos pinos da porta lógica E CMOS CD4081. Fonte: Build Electronic Circuits.
Podemos reparar que os pinos de alimentação para os chips CMOS e TTL são os 14 e 7, sendo VCC e GND respectivamente. Mas tem que se atender pois as disposição das entradas e saídas não são as mesmas para ambas.
Caso não se tenha nenhum dos circuitos integrados, dá para montar a lógica E com transistores NPN, conforme é demonstrado na figura 04. Na figura, eu desenhei o circuito com transistores BC337 mas nada impede de montar com outros NPN e até mesmo com mosfets.
Figura 05: Lógica E montado com transistores NPN. Esquemático do circuito desenhado no software gratuito Kicad. Figura: do autor.
Os circuitos integrados mais comuns são com somente duas entradas porta, como na 7408 e 4081. Há de três entradas por portas TTL 7411 e CMOS 4073. Mas se precisar de mais entradas em um circuito integrados que tenha poucas por portas, pode se associar as portas em séries como demonstrado na figura 06.Figura 06 - Circuito com cinco entradas utilizando um CI CD4081. O mesmo pode ser feito com a versão TTL. Fonte: do autor.
Esta postagem é para complementar o conteúdo sobre porta lógica E no Canal Luiz Cherem - Eletricidade Elétrica. Lá irei mostrar como fica a montagem das postas lógicas na prática utilizando CI e por transistores.
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Referências Bibliográficas:
Build Electronic Circuits - LIST OF 4000 SERIES IC - Acesso em: 11 de Ago. de 2022 - Disponível em: https://www.build-electronic-circuits.com/4000-series-integrated-circuits;
Electronics Club - 74 SERIES LOGIC ICS - Acesso em: 11 de Ago. de 2022 - Disponível em: https://electronicsclub.info/74series.htm;
Texas Instruments - SN5408, SN54LS08, SN54S08
SN7408, SN74LS08, SN74S08
QUADRUPLE 2-INPUT POSITIVE-AND GATES - Dez. 1983, Revisão Mar. 1988 - Acesso em: 11 de Ago. de 2022 - Disponível em: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn54ls08-sp.pdf?ts=1660198625481;
Utmel Electronic - INTRODUCTION TO TTL AND CMOS LOGIC GATE CIRCUITS - Acesso em: 11 de Ago. de 2022 - Disponível em: https://www.utmel.com/blog/categories/logic%20gates/introduction-to-ttl-and-cmos-logic-gate-circuits.
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