Esse laboratório tem como objetivo trabalhar com os conceitos básicos de portas lógicas do tipo RTL realizadas a base de transistores discretos do tipo BJT . Assim como desenvolver o trabalho em grupo via a fragmentação das atividades em módulos.

Materiais

Cada grupo receberá:

• Duas protoboards
• Duas baterias 9V
• Jumpers macho-macho
• 12 transistores BJT-N BC337
• 24 resistores de 2k
• 6 LEDs coloridos (Vermelho, amarelo e verde)

Exemplo

Para implementarmos uma equação lógica, devemos primeiramente identificar por quais portas lógicas básicas a mesma é constituída: NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR. Por exemplo :

Q = (A.B)+C

É equivalente a:

Q = (A AND B) OR C

Que pode ser fracionada em duas etapas:

I = A AND B

Q = I OR C

Podendo ser implementado com uma AND (.) e uma OR (+). Cada porta lógica (AND, OR) por sua vez pode ser implementada a partir de transistores e resistores Resistor-Transistor logic gates - RTL.

• Lógico:

• Implementação:

Esse será o mesmo material utilizado para o Projeto A - Transistores, guardem com vocês.

Simulando

Existem basicamente três níveis de simulação, a primeira, puramente lógica utiliza de portas lógicas "ideias" (https://simulator.io/board). Um simulador mais preciso irá utilizar transistores para a implementação dessas portas lógicas porém não leva em consideração todos os fatores físicos-eletrônicos dos componentes (www.falstad.com/circuit/). Já um simulador que leva em consideração as propriedades dos componentes é chamado de SPICE e irá gerar uma simulação mais precisa em termos físicos do circuito original (www.circuitlab.com).

1. Nível lógico

Abra o site:

• https://simulator.io/board/Hwf7pzFS1Y/1

2 Nível Físico: Transistores

O simulador lógico do exemplo está localizado na pasta da aula (03-Transistores) com o nome de 03-Simulador-RTL-Exe1.txt. O mesmo deve ser carregado no site Falstad.

2 Nível Físico: SPICE

Abra a página: CircuitLab e simule o circuito.

Implementando

O grupo deve se organizar e executar da melhor forma possível (com todos participando) os módulos a seguir, utilizando:

• Entradas: Utilizar como entrada do sistema (A,B,C,...) jumpers que estarão hora conectados em GND (0) ou VCC (1).
• Saídas: A saída final do sistema deve ser representada com um LED, sendo aceso indicando lógica 1 e apagado lógica 0.
• Validação: Uma tabela verdade do circuito deve ser apresentada e em aula demonstrado que o circuito representa a tabela.

1a - NOT

Cada grupo deve realizar duas implementações do circuito a seguir que representa uma NOT :

Para isso, deveremos utilizar a protoboard e o transistor recebido, a pinagem do transistor pode ser encontrada na página do datasheet em anexo a esse Handout.

Levante a tabela verdade do circuito recém montado

!!!! Se você perceber que algum transistor está aquecendo, desconecte a bateria e verifique novamente a montagem. Isso é um sinal que alguma coisa está errada.

1b - NOT NOT

Agora que as duas NOT foram implementadas, testadas e estão funcionado, conecte a saída de uma na entrada da outra. Isso vai fazer com que a saída siga o valor de referência da entrada.

Levante a tabela verdade do circuito recém montado

2 - Equação

Implemente de forma modular (cada parte do grupo faz uma parte e no final junta-se a fim de montar a equação original) a equação lógica a seguir em um circuito do tipo RTL.

   Q = A.(A.(A+B)+A.C)

Levante a tabela verdade do circuito recém montado

Referências

A página: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Electronic/trangate.html#c4 possui exemplos de diversas portas lógicas que podem ser implementadas via RTL. Já o site https://www.electronics-tutorials.ws/logic/logic_1.html possui uma parte teórica mais trabalhada.