O “Buffer” Gate

Se fôssemos conectar duas portas do inversor juntas para que a saída de uma alimentasse a entrada da outra, as duas funções de inversão se "cancelariam", de modo que não haveria inversão da entrada para a saída final:








Embora isso possa parecer uma coisa sem sentido, tem uma aplicação prática. Lembre-se de que os circuitos de porta são amplificadores de sinal , independentemente da função lógica que possam executar.

Uma fonte de sinal fraco (aquela que não é capaz de fornecer ou desviar muita corrente para uma carga) pode ser reforçada por meio de dois inversores como o par mostrado na ilustração anterior. O nível lógico permanece inalterado, mas todas as capacidades de alimentação ou dissipação de corrente do inversor final estão disponíveis para acionar uma resistência de carga, se necessário.

Para este propósito, uma porta lógica especial chamada de buffer é fabricado para desempenhar a mesma função que dois inversores. Seu símbolo é simplesmente um triângulo, sem "bolha" de inversão no terminal de saída:







Circuito Buffer com Saída de Coletor Aberto

O diagrama esquemático interno para um buffer de coletor aberto típico não é muito diferente daquele de um inversor simples:apenas mais um estágio de transistor emissor comum é adicionado para reinverter o sinal de saída.








Análise de entrada “alta”

Vamos analisar este circuito para duas condições:um nível lógico de entrada de "1" e um nível lógico de entrada de "0". Primeiro, uma entrada “alta” (1):








Como antes com o circuito do inversor, a entrada “alta” não causa nenhuma condução através do diodo direcionador esquerdo de Q1 (junção PN do emissor para a base). Toda a corrente de R1 passa pela base do transistor Q2, saturando-o:








Ter Q2 saturado faz com que Q3 também fique saturado, resultando em uma queda muito pequena de voltagem entre a base e o emissor do transistor de saída final Q4. Assim, Q4 estará em modo de corte, sem conduzir corrente.

O terminal de saída estará flutuando (nem conectado ao aterramento nem Vcc), e isso será equivalente a um estado “alto” na entrada da próxima porta TTL para a qual esta é alimentada. Assim, uma entrada “alta” dá uma saída “alta”.



Análise de entrada “baixa”

Com um sinal de entrada "baixo" (terminal de entrada aterrado), a análise é semelhante a esta:








Toda a corrente de R1 agora é desviada através do interruptor de entrada, eliminando assim a corrente de base através de Q2. Isso força o transistor Q2 a desligar de forma que nenhuma corrente de base passe por Q3.

Com o corte Q3 também, Q4 será saturado pela corrente através do resistor R4, conectando assim o terminal de saída ao terra, tornando-o um nível lógico “baixo”. Assim, uma entrada “baixa” dá uma saída “baixa”.



Diagrama Esquemático com Transistores de Saída Totem Pólo

O diagrama esquemático para um circuito buffer com transistores de saída de totem é um pouco mais complexo, mas os princípios básicos, e certamente a tabela verdade, são os mesmos do circuito de coletor aberto:









REVER:

• Dois inversores, ou NÃO, portas conectadas em “série” de modo a inverter e então re-inverter, um bit binário desempenha a função de um buffer. As portas de buffer servem apenas ao propósito de amplificação do sinal:pegar uma fonte de sinal “fraca” que não é capaz de gerar ou absorver muita corrente e aumentar a capacidade de corrente do sinal de forma a ser capaz de conduzir uma carga.
• Os circuitos de buffer são simbolizados por um símbolo de triângulo sem "bolha" do inversor.
• Buffers, como inversores, podem ser feitos em formato de coletor aberto ou em formato de totem.

PLANILHA RELACIONADA:

• Planilha de portas lógicas TTL