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softklin

Como funciona este circuito AND lógico?

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softklin    12
softklin

Olá pessoal,

estou a estudar para um teste que vai ser amanhã, e surgiu-me uma dúvida que me esqueci de colocar aos professores. Nesta figura, está representado um circuito AND lógico:

logicand.png

Utilizando dois díodos de sinal e uma resistência R = 2k2Ω  monte o circuito da figura 1, onde se tem Vcc= +5V , duas entradas  VA e  VB que tanto podem ter 0 V  como  +5V , cada uma.

O circuito já foi montado, mas infelizmente foi um bocado "à sorte" e fiquei sem realmente perceber como funciona. Sei que temos uma entrada de +5V permanentes (Vcc), e que depois podemos ligar Va e/ou Vb, e obter o valor lógico em Vs. Não percebo é como a corrente flui neste esquema, porque estou habituado àqueles que têm o circuito fechado com um gerador com + e - . Sei que terá algo a ver com os díodos, porque a saída Vs com Va e/ou Vb desligados origina aproximadamente 0.7V (valor lógico 0), que é a tensão de condução dos díodos (são de sinal), mas não tenho a certeza.

Alguém me pode tirar esta dúvida?

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bubulindo    112
bubulindo

Ok... se tiveres as duas entradas a 0, a corrente vai fluir através de ambos os díodos, baixando a tensão de saída Vs para a queda de tensão no díodo.

Se tiveres ambas as entradas a 1, a corrente não flui e então Vs ~ Vcc, ou seja, 1 lógico.

Se tiveres uma das entradas a zero, a corrente vai fluir através dela baixando a tensão Vs para o valor da queda nesse díodo.

O teu palpite estava correcto.

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softklin    12
softklin

Obrigado bublindo, acho que percebi. Então, a função-chave dos díodos é fazer com que a corrente que entra em a e b "acumule" antes do díodo (devido à polarização inversa), obrigando assim a corrente de Vcc a fluir por Vs devido às diferenças de potencial? É mais ou menos assim que funciona?

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edsudani    12
edsudani

boas softklin

Se você montou o circuito de acordo com o esquema, utilize um multímetro para testá-lo.

Coloque as pontas de prova entre o terra do circuito e a porta Vs.

Agora aterre a(s) porta(s) Va e/ou Vb.

Observe que o multímetro indicará uma tensão de saída de 0,7V ou nível lógico zero.

Admitindo o sentido eletrônico para a corrente (desloca-se do - da fonte em direção ao Vcc ou + da fonte), quando aterramos qualquer um dos diodos (por exemplo porta Va), o diodo estará diretamente polarizado.

Isto fará que a corrente saia da fonte pelo pólo negativo, entre no diodo pelo catodo saindo pelo seu anodo. Daí ela atravessa o resistir de carga do diodo que é de 2,2KOhm em direção ao pólo positivo da fonte.

Quando qualquer um ou os dois diodos estiverem conduzindo (catodo aterrado)

a saída assumirá nível ZERO.

Boa prova

Edison

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softklin    12
softklin

Excelente dica, nem me lembrei que a corrente tinha esse sentido. A resistência/resistor não está lá por acaso e como é mais fácil atravessá-lá do que os díodos polarizados, é daí que vem o valor lógico 1 (~5v).

Obrigado a ambos, a dúvida está tirada! ;)

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bubulindo    112
bubulindo

Excelente dica, nem me lembrei que a corrente tinha esse sentido. A resistência/resistor não está lá por acaso e como é mais fácil atravessá-lá do que os díodos polarizados, é daí que vem o valor lógico 1 (~5v).

Obrigado a ambos, a dúvida está tirada! ;)

A corrente passa sempre pela resistência. O objectivo da resistência é proteger o chip e circuito dum curt-circuito. Repara que a lógica de funcionamento da porta é igual quer a resistência esteja lá ou não, mas se não estivesse, um 0 lógico seria um curto-circuito directo. Estás a ver? O Vcc ficaria ligado à terra através do díodo queimando o chip.

Um termo técnico para essa resistência, ou para o papel que ela está a desempenhar é "limitador de corrente".

Obrigado bublindo, acho que percebi. Então, a função-chave dos díodos é fazer com que a corrente que entra em a e b "acumule" antes do díodo (devido à polarização inversa), obrigando assim a corrente de Vcc a fluir por Vs devido às diferenças de potencial? É mais ou menos assim que funciona?

A corrente só "acumula" em condensadores e bobines. O díodo deixa passar a corrente se tiver uma tensão positiva na "base do triangulo" comparativamente ao outro pólo. Senão bloqueia. E se a corrente não tiver por onde escoar livremente, a tensão (ou diferenca de potencial) não varia.

Se montaste o circuito, através de medicões consegues perceber o que se está a passar, senão tenta arranjar um simulador de circuitos (procura por SPICE na net) e vê o que se passa. Se tiveres um iPad, acho que o iCircuit permite fazer isto. :) LOL

Estás agora a estudar electrónica?

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edsudani    12
edsudani

softklin, permita-me uma ajuda adicional, por favor.

Quando os diodos estão diretamente polarizados (catodos aterrados) a saída estará em 0,7V ou ZERO lógico.

Se os diodos estiverem reversamente polarizados (seus catodos ligados ao + da fonte), a saída estará em 5V, pois os diodos não conduzem.

Se os catodos (portas Va e Vb) não estiverem aterrados nem ligados ao +5V, a saída do seu circuito também apresentará  +5V por que estará em circuito aberto. A impedância do multímetro na escala de tensão é elevada e não representa queda de tensão significativa. Por isso podemos afirmar que teremos o nível 1 lógico de  +5V.

Edison

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softklin    12
softklin

Estava a confundir algumas coisas, mas então já percebi como funciona. Obrigado!

Bubulindo, é para uma cadeira de Física Experimental, cujo tema do trabalho é "portas lógicas e digitalização de sinais". Mas como éramos 3, enquanto  eu procurava ajuda, os meus colegas acabaram por conseguir montar o circuito, e quando lá cheguei, já estavam a tirar valores e não consegui acompanhar bem a construção daquilo, daí as minhas dúvidas.

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bubulindo    112
bubulindo

Diverte-te com a digitalização de sinais... ;) Lembra-te que tens de amostrar ao dobro da frequência do sinal para o poderes reconstruir.

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