Contador (eletrônica): diferenças entre revisões

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No caso de flip flops com transistores bipolares de junção, seja um circuito discreto, ou circuitos integrados (chip) TTL, os transistores até são polarizados de forma a se ter 0 em Q e 1 em Q'. Mas o problema é que mesmo com a atual precisão na fabricação de transistores, sempre haverá uma diferença de dopagem entre eles, o que ocasiona uma diferença de resistividade, e por consequência uma diferença em seus ganhos. Assim sendo, o transistor mais fortemente dopado, terá por consequência um ganho maior, e conduzirá mais do que outro transistor menos dopado durante o processo de fabricação. Isso pode acarretar em estados indesejáveis e erros de contagem. Além disso existe o fenômeno chamado de "carregamento da base" em TBJs, no qual ao ser desligado um transistor do tipo NPN por exemplo, sua base ficará com alguns elétrons em excesso acumulados, polarizando a mesma reversamente, de modo que ao se desligar um flip flop com TBJ, e liga-lo novamente em seguida, percebe-se que o transistor que estava satava saturado anteriormente entra em corte, e o que estava em corte satura, devido a este fato. Contudo este fenômeno dura apenas alguns segundos, devido às três regiões estarem unidas elétricamente no TBJ, com o passar do tempo os elétrons acumulados na base se distribuem para as demais regiões semicondutoras, e o transistor volta a operar normalmente.
Ja na técnologia de circuitos integrados CMOS com transistores mosfets do canal N e P, a mais utilizada hoje em dia em circuitos digitais, normalmente as portas destes transistores são ligadas diretamente em cascata, sem polarização (ligação flutuante) o que ocasionado o acionamento indesejado dos transistores pelo fenômeno da capacitância parasita, também conhecido como Cross Talk.
É importante salientar, que tanto os transistores mosfets como os bipolares, estão sujeitos a este fenômeno, assim como portambém, exemploo nofenômeno de carregamento dade base descritoporta (no parágrafocaso anterior.dos mosfets), só que nosno caso da tecnologia de transistores mosfetsCMOS, esteestes fenômenofenômenos ésão bem mais intensointensos e duradouroduradouros, em relação ao TBJ, devido ao fato da porta, que é seu terminal de controle, está isolada da região semicondutora por uma camada de ôxido, formando um dielétrico entre as duas, o que favorece a permanencia de cargas na porta por um longo período de tempo. Devido a esta esta característica particular também, os transistores mosfets são dispositivos controlados por tensão, pois um sinal positivo na porta de um transistor do canal N, cria um campo elétrico que atrai elétrons na região semicondutora, formando o canal de condução. O que é importante salientar, é que na maioria dos casos não é necessario a aplicação de um sinal em sua porta para fazer um mosfet entrar em condução, campos elétricos externos, adjacentes e próximos ao transistor, e também até mesmo o campo elétrico produzido pela fonte de alimentação do sistema, o qual se espalha pela superfecíe onde encontra-se montado o transistor, podendo ser uma placa de circuito impresso, ou pastilha de silício em circuitos integrados, produzem os mesmos um momento atração/repulsão na sua porta, levando-o a condução e até a saturação involuntaria, o que pode produzir a aparição de estados indesejados em um contador.
Por isto a importância das entradas Set e Reset num contador, e circuitos com flip flops em geral. Estas entradas além de poderem alterar o estado dos flip flops durante uma contagem por exemplo, forçam tambem o circuito a atingir estados válidos e desejados em seu estado inicial. Um modo simples de se fazer isto em circuitos com baixa complexidade e precisão, e o arranjo pull up e pull down, no qual as entradas set e reset de um flip flop podem ser ligadas ambas ao Vcc, ou ao GND, dependendo da atuação esperada do circuito, fazendo-o atingir resultados válidos.
Um ouro modo mais preciso de se fazer isto, em circuitos digitais mais complexo, é com circuitos de Power On Reset. Estes circuitos cumprem a função de setar e resetar os flip flop, quando o circuito é energizado em seu estado inicial. Este tipo de arranjo funciona da seguinte forma: um circuito auxiliar, normalmente um multivibrador biestável, prove um pulso positivo ou negativo inicial, para as entradas de set e reset, levando os flip flops a estados válidos. Durante este periodo o contador é "travado" neste estado, e nem o sinal de clock, nem a entrada D alteram as saidas dos flip flops. Passado um certo tempo que o circuito foi ligado, este circuito de reset, muda a fase ou a polaridade do pulso aplicado nas entradas set e reset dos flip flops, e o contador a partir de então, entra no seu estado normal de operação, inciando a contagem.