Circuitos Integrados - parte 1

Prof. César M. V. Benítez

Agenda

● Circuitos Integrados● O CI 555● Amplificador Operacional

Circuitos Integrados (CI)

● Imagine a possibilidade de agrupar componentes em apenas um!● O Circuito Integrado (CI) é um componente que possui diversos

componentes (resistores, capacitores, transistores, etc.) encapsulados○ os componentes estão conectados para desempenhar uma função específica.

● Alguns CIs ainda precisam de componentes externos para funcionar

● CIs podem conter componentes/circuitos da eletrônica analógica e/ou componentes da eletrônica digital○ Analógica: comparador, regulador de

tensão, Amplificador Operacional, etc.)

○ Digital: memórias, portas lógicas, etc.

Circuitos Integrados (CI)

● Alguns CIs tem a aparência de um transistor. P.ex.: alguns reguladores de tensão (Encapsulamento tipo TO-220)

Entrada Saída

ComumEntrada

Saída

O CI 7805 não é apenas um transistor! Há outros tipos de encapsulamento para este CI

O CI 7805 regula a tensão para +5V. P.ex. de 9V (na entrada) para 5V (saída)

* Ver apresentação e a Prática sobre Fontes Lineares

Comum

Circuitos Integrados (CI)

● A maioria dos CIs possui uma quantidade de terminais (ou pinos) que variam entre 8, 14, 16, 20, 24, 40 ou mais…

● Há vários modelos de encapsulamento e de disposição dos pinos. P.ex.:○ DIL - Dual in-line ou DIP - Dual in-line Package. Geralmente, são de plástico e colocados

atravessando a placa com os pinos. ○ Os demais apresentados abaixo são colocados na superfície da placa (SMD - Surface

Mounted Device).○ SOIC (SO, SOP): Small Outline IC package○ TQFP: Thin Quad flat pack. Pinos nos 4 lados

Encapsulamento TQFP

Encapsulamento SOICEncapsulamento DIL

Circuitos Integrados (CI)

○ BGA (Ball Grid Array)

Encapsulamento BGA de 70 esferas / bolasExemplo:do Sony PS4 Assista vídeos sobre solda/Reballing.

P.ex.:https://www.youtube.com/watch?v=d6iGqyBsHxQ

Circuitos Integrados (CI)○ PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier): pode ser soldado na superficie da placa ou colocado em

soquete

Encapsulamento PLCC

Soquete PLCC

Circuitos Integrados DIL (Dual in-line) ou DIP ( Dual in-line Package)

Exemplo: CI 555 (encapsulamento tipo DIP)

o 1o Pino está à esquerda do chanfro (e/ou ponto).

● Cada pino tem uma função.● Pelo menos dois pinos são para

alimentação (p.ex.: Vcc e GND)

Circuitos Integrados DIL (Dual in-line) ou DIP ( Dual in-line Package)

Numeração dos pinos

Exemplo: CI 555 (encapsulamento tipo DIP)

● o 1o Pino está à esquerda do chanfro (e/ou ponto).● Os demais pinos são numerados em ‘U’.

● Cada pino tem uma função.● Pelo menos dois pinos são para

alimentação (p.ex.: Vcc e GND)

O CI 555

● Provavelmente, o CI 555 é o mais popular, desde a sua criação● Foi criado por John R. Camenzind em 1970 para funcionar como Oscilador

ou Temporizador● Hoje é considerado como um CI de “propósito geral”

○ diversas aplicações foram e continuam sendo inventadas com o 555 devido à sua versatilidade

etc.

O CI 555 - Datasheet

https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdf

O CI 555 - Datasheet

Circuito Interno

Vcc : Pino 8 GND : Pino 1Saída: Pino 3

Trigger : Pino 2Reset: Pino 4 ...

O CI 555 - Datasheet

Transistor em Coletor aberto (Open Collector).Utilizado para descarregar Capacitor.

Vcc (Pino 8) para alimentação (positivo da fonte)GND (Pino 1) para alimentação (negativo da fonte)

Saída

Disparo/gatilho

A saída (Pino 3) depende do sinal nos pinos:- Threshold (`Pino 6)- Trigger (Pino 2)

A saída fica em 0V quando - Reset (Pino 4) <= 0V (555 resetado ou desabilitado)

O Reset (Pino 4) deve ficar conectado a Vcc para não “resetar” o 555 e evitar “falso disparo/gatilho”.

O CI 555 - Datasheet

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O CI 555 - Aplicações básicas● Tensão de alimentação entre 4,5V (min) e 16V (max)● Aplicações básicas:

○ Modo monoestável: temporizador○ Modo astável: oscilador

● Modo monoestável: temporizador

● o 555 funciona como um one-shot● a aplicação de um pulso descendente ( ou nível de

tensão) menor que ⅓ Vcc no pino Trigger (Pino 2) habilita a geração de um pulso na saída (Pino 3) com tensão igual a Vcc.

○ A duração deste pulso depende de C e RA

O CI 555 - Aplicações básicas● Tensão de alimentação entre 4,5V (min) e 16V (max)● Aplicações básicas:

○ Modo monoestável: temporizador○ Modo astável: oscilador

● Modo monoestável: temporizador

● o 555 funciona como um one-shot● a aplicação de um pulso descendente ( ou nível de

tensão) menor que ⅓ Vcc no pino Trigger (Pino 2) habilita a geração de um pulso na saída (Pino 3) com tensão igual a Vcc.

○ A duração deste pulso depende de C e RA

Trigger(Pino 2)

Saída (Pino 3)

Tensão no Capacitor (Pinos 6 e 7)

|- t -|

O CI 555 - Aplicações básicas

● Modo astável: oscilador ● O circuito opera como oscilador “livre” de onda retangular

● a amplitude do sinal na saída (Pino 3) é Vcc● A duração dos tempos em nível alto (t1) e nível

baixo (t2) depende de RA, RB e C.

Saída(pino 3) |- t1 -|

|- t2-||- T -|

● O período do sinal: T = t1 + t2

● Frequência do sinal: f = 1/T● Duty cycle : D = t1/ T

O CI 555 - Aplicações básicas

● Modo astável: oscilador ● Os tempos t1 e t2 podem ser calculados :

O Amplificador Operacional

O Amplificador Operacional

● Aplicação com o CI LM386● Verifique a pinagem deste CI no

datasheet

saída de áudio conector P2 estéreo

Entrada Mono(1canal)

Fig adaptada Blog da Edifier