Latch de Transistor Explicado: Guia Completo para Construir e Usar Circuitos Latch

Já se perguntou como relógios despertadores funcionam? Ou como buzzers ou LEDs podem ficar ligados por tanto tempo sem desligar? Bem, até a energia resetar ou alguém virar a chave.

Bem, a resposta é simples. Tudo que você precisa é um circuito latch.

Circuitos latch têm um propósito único: continuar rodando mesmo quando você remove o trigger.

Então, neste artigo, contaremos tudo que você precisa saber sobre circuitos latch e como fazer um circuito latch simples com PCB ou breadboard e transistores.

Pronto? Vamos começar!

O que é Latch de Transistor?

Circuito Latch de Potência na Protoboard

Um latch é circuito que se fixa em um estado particular. Em outras palavras, trava sua saída quando recebe sinal de trigger temporário de entrada e permanece naquele estado – mesmo quando você remove o sinal de entrada.

Aqui está a melhor parte.

O circuito latch permanecerá neste estado indefinidamente até receber sinal externo ou você resetar a energia.

Circuitos latch são similares a retificadores controlados de silício (SCR). Além disso, são úteis em circuitos de alarme onde um pequeno trigger colocará o alarme.

Adicionalmente, o latch é tipo de circuito lógico também conhecido como multivibrador bistável. Por que? Porque tem dois estados estáveis conhecidos como ativo baixo e ativo alto. Além disso, o que determina o estado do circuito é se a operação começa com sinal de entrada alto ou baixo.

Também, tem duas entradas e uma saída. A primeira das duas entradas é entrada SET, enquanto a outra é entrada RESET. Latches são como transistores com três terminais que funcionam como base, coletor e emissor.

O que diferencia os dois é que uma vez que o terminal base recebe corrente suficiente em um latch, a corrente fluirá permanentemente do coletor para o emissor.

Por outro lado, corrente só fluirá através do coletor para o emissor quando a base recebe corrente suficiente em um transistor.

Então, o que é latch de transistor? Simplificando, latch de transistor usa dois ou mais transistores para formar circuito latch. Então, se você não tem SCR disponível, pode construir latch DIY com transistores.

Transistores

Como Funciona um Latch?

Como mencionado antes, circuitos latch podem trabalhar em dois estados estáveis dependendo do sinal usado para disparar operações: alto ou baixo.

Para circuitos latch ativo alto, ambas entradas são normalmente baixas. Além disso, sinal momentâneo alto dispara o circuito em qualquer das entradas.

Para circuitos latch ativo baixo, ambas entradas são normalmente altas. Além disso, sinal momentâneo baixo dispara o circuito em qualquer das entradas.

Então, aqui está o circuito que usaremos para explicar como latch funciona:

Diagrama de Circuito Latch Transistor 1

Antes de ir para explicação, é importante notar que transistor Q1 BC547 é transistor NPN, que liga quando você aplica pequena tensão positiva à sua base. Também, transistor Q2 BC557 é transistor PNP que liga quando aplica ground ou tensão negativa à sua base.

Conjunto de Transistores PNP

Quais São os Passos Necessários ao Construir Latch de Transistor

No início, ambos transistores estão em estado DESLIGADO com relés desativados. A base do transistor PNP BC557 permanece conectada à tensão positiva com resistor limitador de corrente (R3) – para evitar conduções acidentais. Além disso, o circuito também usa capacitor (C1) para prevenir disparo falso do circuito.

Agora, quando você aplica pequena tensão positiva à base do transistor BC547, ele liga o transistor e conecta a base de Q2 ao ground. Os resistores (R2 e R3) impedem curto-circuitos nesta condição. Então, quando você aterrissa a base do transistor BC557, ele começa energizando e conduzindo a bobina do relé. Isso liga o relé e ativa qualquer dispositivo conectado ao relé.

Bobina de Relé

Tudo parece comportamento normal, mas o que faz circuito latch é a conexão de Q1 à base de Q2 através de resistor limitador de corrente (R4). Então, quando Q1 liga, a corrente fluirá em duas direções.

Primeiro para o relé e o outro para a base de Q1. Assim, a tensão de feedback para a base de Q2 mantém o transistor Q2 ligado por período indefinido após terminar a tensão de trigger de entrada. Assim, isso mantém o segundo transistor ligado indefinidamente e forma latch.

Portanto, qualquer alarme ou dispositivo conectado ao relé ficará ligado até você quebrar o estado latch ou resetar a energia.

No entanto, se você não quiser adicionar eletrodomésticos ao seu latch de transistor ou só quer buzzer ou LED, tudo que tem a fazer é remover o relé e conectar buzzer ou LED no lugar do relé com resistor.

Relógio Despertador Tocando

Como Fazer Circuito Latch de Transistor

Agora, mostraremos como usar dois transistores para formar latch. Primeiro, vejamos o diagrama de circuito e componentes antes de mergulhar em como construir um:

Circuito Latch de Transistor Simples

Também, aqui está o circuito de protoboard montado do diagrama de circuito acima:

Circuito protoboard montado

Componentes do Circuito

• LED
• (2) Resistores 2.2KΩ
• Resistor 1KΩ
• Resistor 330Ω
• Fonte de alimentação
• Transistor NPN BC547
• Transistor PNP BC557
• Protoboard

Construindo o Circuito

Para este circuito, seu primeiro transistor é BC547, enquanto o segundo é BC557.

O primeiro passo é instalar resistor 2.2kΩ na base do transistor BC547. Ajuda limitar corrente que flui para BC547. Resistores são importantes para bases de transistores BJT. Caso contrário, você queimaria seus transistores.

Depois, instale o segundo resistor 2.2kΩ no topo do circuito para limitar corrente fluindo na base do transistor BC557.

Resistores

Também, instale resistor 1kΩ de acordo com diagrama de circuito protoboard. Este resistor ajuda você limitar corrente fluindo na base do transistor 1 a partir da saída do transistor 2.

Finalmente, instale LED, resistor 330Ω, e fonte de alimentação de acordo com diagrama de circuito protoboard acima.

Uma vez tudo no lugar, há duas correntes possíveis que a base do transistor BC547 pode receber. Por um lado, há a corrente que a fonte de tensão de entrada produz, V_IN. Por outro, há a corrente que flui para BC547 a partir do BC557.

Agora, a corrente da fonte de tensão de entrada é importante para disparar o circuito latch. Enquanto a outra corrente da saída do BC557 é necessária para manter o circuito latch ligado.

Por último, o LED e o resistor 330Ω servem como saída do circuito. Também, resistor 330Ω ajuda limitar corrente ao LED para prevenir danos.

LEDs

Finalizando

Latches são as menores unidades de memória. Você os encontrará na maioria dos circuitos e registradores de deslocamento porque aplicam a(s) entrada(s) à sua saída enquanto você os habilita. Existem alguns tipos básicos de latches, e cada um é útil em certas aplicações.

Também, latches pertencem a grupo chamado elementos de memória, com seus contrapartes sendo flip-flops. Embora os dois sejam bastante diferentes, têm usos similares em diferentes aplicações.

Bem, isso resume tudo que você precisa saber sobre latches de transistor e como fazê-los. Se precisa mais informação, sinta-se à vontade para nos contatar. Ficaremos felizes em ajudar.