Transístores - Circuito OR - V

No post anterior desafiamos o leitor a construir um circuito com transístores que executasse a função da operação lógica OR. Neste post vamos demonstrar como isto pode ser feito.

O Circuito OR

O circuito OR é mais fácil de ser concebido, pois basta construir um arranjo para que uma entrada produza saída alta, que saberemos como conectar, ao mesmo ponto, a outra entrada, com o mesmo resultado.

O Circuito mostrado usa a configuração básica do Transístor: pequena corrente na base e detecção do sinal no Coletor. A resistência de 20k ohms no coletor garante que a corrente seja desviada para trás do transistor (em relação à detecção do sinal resultante).

Para impedir que a corrente "fuja" para as entradas, prejudicando tanto as fontes dos sinais lógicos, quanto eventuais circuitos dos multiplexadores, cada entrada é protegida com um diodo. Diodos são mais fáceis de se administrar.

Ativando uma entrada

O comportamento de ambas as entradas é igual. Ambas convergem para o primeiro nó à esquerda, complementando a corrente necessária para saturar o Transístor, bloquear o caminho da corrente originada da fonte de 5V à direita em direção ao Terra, e produzir uma saída alta no Coletor:

 E o mesmo se dá, clara e logicamente, quando a outra entrada é ativada:

E se ambas estiverem ativadas:

Se uma corrente já ativava a saída em estado alto, duas o fazem com maior eficiência.

Circuito OR com 2 Transístores

O circuito OR com Transístores utiliza a saída do Emissor, e não a do coletor. Um diodo garante que a corrente não volte por uma das entradas lógicas:

Com ambas as entradas em "Low" (estado baixo), a corrente flui da Fonte de 5V para o Terra, sem que seja retida no Emissor do segundo Transistor.

Quando ativamos a primeira entrada (a superior), a corrente flui pelo Diodo, e aumenta o fluxo de corrente em direção ao segundo Transistor. Este estã em estado de saturação, mas ainda com uma corrente que não inverte a Polarização do segundo Transístor, a ponto de interromper a corrente:

Desta forma, a saída no Emissor é alta.

Coisa parecida se dá com a segunda saída ativada, mesmo com a primeira desativada. Ambos os Transístores estão pérmitindo fluxo em direção ao Terra, sem Polarização inversa:

O Diodo, neste caso, serve para impedir retorno de corrente pela primeira entrada, que poderia impedir a concentração de corrente no segundo Emissor.

E com ambas as entradas em estado "high" (alto), sem bloqueio, em função das resistências de valor apropriado, um grande fluxo de elétrons é garantido no emissor, mantendo-o no estado "high" (alto):

Alternativa simétrica para o circuito

Existe uma alternativa em série para a porta OR, ainda utilizando um Diodo:

O Diodo é necessário em vista da segunda entrada (a inferior) provocar retorno de corrente para a primeira entrada, caso esteja ativada sem que a primeira esteja em "high" (estado alto).

Ativando a entrada superior, a corrente flui diretamente para o transistor mais à direita:

A corrente em excesso flui para o Terra.

Ativando apenas a entrada inferior, a corrente da fonte de 5V sai pelo emissor do primeiro transistor, não se perdendo totalmente no Terra, pois existe uma grande resiostência de 10 mil Ohms impedindo tal comportamento. Assim, a corrente é direcionada para a base do segundo Transistor, ativando a saída.

Quando ambas as entrada estão ativadas, a base do segundo Transistor é fortemente alimentada, elevando ainda mais a saída do Emissor deste último Transístor.

Conclusão

A configuração com Transistores permite uma distribuição de corrente sem aquecimentos indesejáveis em um só transístor. Quanto mais componentes ativos, melhor é a distribuição de calor e maior é o delay de carregamento dos componentes. É preciso um certo atraso nos circuitos, para produzir o efeito de "passo" entre etapas de polarização.