Para quem não consegue decorar o código de cores dos resistores "postei" esta tabela, basta clicar na imagem para aumenta-la.
Tabela de resistores.
Tabela de resistores.quarta-feira, 3 de setembro de 2008
Tabela de Resistores - Código de Cores de Resistores
quarta-feira, 20 de agosto de 2008
Z80
O Zilog Z80 é um microprocessador de 8 bits projetado e vendido pela Zilog a partir de julho de 1976. Foi amplamente usado, tanto em microcomputadores desktop quanto em sistemas embarcados, bem como para fins militares. O Z80, seus derivados e clones constituem uma das famílias de UCPs mais usadas em todos os tempos e, juntamente com a família MOS Technology 6502 dominou o mercado de microcomputadores de 8 bits de fins da década de 1970 até meados dos anos 1980.
Embora a Zilog tenha feito tentativas precoces com versões avançadas da arquitetura Z80 para minicomputadores (Z800 e Z280), estes chips nunca obtiveram sucesso. A empresa também tentou entrar no mercado de workstations com seus Z8000 e Z80000 de 32 bits (não relacionados com o Z80). Nos últimos anos, a Zilog mudou seu foco para o crescente mercado de sistemas embarcados (para o qual o Z80 original e o Z180 foram projetados) e a mais recente família de microcontroladores Z80-compatível, a totalmente pipelined eZ80 de 24 bits com uma faixa de endereçamento linear de 16 MiB, tem sido introduzida com sucesso juntamente com o os produtos Z180 e Z80 menos sofisticados.
A Zilog licenciou o núcleo do Z80 para qualquer empresa desejosa de produzir o dispositivo sem cobrança de royalties, embora muitos fabricantes do Leste Europeu e da Rússia tenham feito cópias não-autorizadas. Isto permitiu com que o produto de uma pequena empresa conquistasse aceitação no mercado mundial, visto que empresas muito maiores, como a Toshiba começaram a fabricar os chips. Consequentemente, a Zilog tem produzido menos de 50% dos Z80s desde sua criação.
Embora a Zilog tenha feito tentativas precoces com versões avançadas da arquitetura Z80 para minicomputadores (Z800 e Z280), estes chips nunca obtiveram sucesso. A empresa também tentou entrar no mercado de workstations com seus Z8000 e Z80000 de 32 bits (não relacionados com o Z80). Nos últimos anos, a Zilog mudou seu foco para o crescente mercado de sistemas embarcados (para o qual o Z80 original e o Z180 foram projetados) e a mais recente família de microcontroladores Z80-compatível, a totalmente pipelined eZ80 de 24 bits com uma faixa de endereçamento linear de 16 MiB, tem sido introduzida com sucesso juntamente com o os produtos Z180 e Z80 menos sofisticados.
A Zilog licenciou o núcleo do Z80 para qualquer empresa desejosa de produzir o dispositivo sem cobrança de royalties, embora muitos fabricantes do Leste Europeu e da Rússia tenham feito cópias não-autorizadas. Isto permitiu com que o produto de uma pequena empresa conquistasse aceitação no mercado mundial, visto que empresas muito maiores, como a Toshiba começaram a fabricar os chips. Consequentemente, a Zilog tem produzido menos de 50% dos Z80s desde sua criação.
Microcontrolador
Um microcontrolador (também denominado MCU ou µC) é um computador-num-chip, contendo um processador, memória e funções de entrada/saída. É um microprocessador que enfatiza a alta integração, em contraste com os microprocessadores de uso geral (do tipo usado em computadores pessoais). Além dos componentes lógicos e aritméticos usuais dum microprocessador de uso geral, o microcontrolador integra elementos adicionais tais como memória RAM, EEPROM ou Memória flash para armazenamento de dados ou programas, dispositivos periféricos e interfaces de E/S que podem ir de um simples pino digital do componente a uma interface USB ou Ethernet nos mais avançados (como o ARM LPC2368).
Com freqüências de clock de poucos MHz ou ainda mais baixas, microcontroladores são considerados lentos se comparados aos microprocessadores modernos, mas isso é perfeitamente adequado para aplicações típicas. Eles consomem relativamente pouca energia (miliwatts), e geralmente possuem a capacidade de "hibernar" enquanto aguardam que aconteça algum evento interessante provocado por um periférico, tal como o pressionar dum botão, que os colocam novamente em atividade. O consumo de energia enquanto estão "hibernando" pode ser de nanowatts, tornando-os ideais para aplicações de baixa energia e que economizem bateria.
De forma oposta aos microprocessadores, onde se superdimensiona ao máximo tendo como limite o preço que o usuário deseja investir, a escolha do microcontrolador é feita pelo projetista do equipamento. É erro de projeto superdimensionar. Cada desperdicio será multiplicado pelo numero de equipamentos fabricados (as vezes milhões). Por isso existem duas linhas de pesquisa paralelas mas opostas[carece de fontes?]: uma criando microcontroladores mais capazes, para atender produtos de mais tecnologia como os novos celulares ou receptores de TV digital e outra para criar microcontroladores mais simples e baratos, para aplicações elementares (como um chaveiro que emite sons).
De forma diferente da programação para microprocessadores, que em geral contam com um sistema operacional e um BIOS, o programador ou projetista que desenvolve sistemas com microcontroladores tem que lidar com uma gama muito grande de desafios, fazendo muitas vezes todo o processo construtivo do aparelho: BIOS, firmware e circuitos.
Com freqüências de clock de poucos MHz ou ainda mais baixas, microcontroladores são considerados lentos se comparados aos microprocessadores modernos, mas isso é perfeitamente adequado para aplicações típicas. Eles consomem relativamente pouca energia (miliwatts), e geralmente possuem a capacidade de "hibernar" enquanto aguardam que aconteça algum evento interessante provocado por um periférico, tal como o pressionar dum botão, que os colocam novamente em atividade. O consumo de energia enquanto estão "hibernando" pode ser de nanowatts, tornando-os ideais para aplicações de baixa energia e que economizem bateria.
De forma oposta aos microprocessadores, onde se superdimensiona ao máximo tendo como limite o preço que o usuário deseja investir, a escolha do microcontrolador é feita pelo projetista do equipamento. É erro de projeto superdimensionar. Cada desperdicio será multiplicado pelo numero de equipamentos fabricados (as vezes milhões). Por isso existem duas linhas de pesquisa paralelas mas opostas[carece de fontes?]: uma criando microcontroladores mais capazes, para atender produtos de mais tecnologia como os novos celulares ou receptores de TV digital e outra para criar microcontroladores mais simples e baratos, para aplicações elementares (como um chaveiro que emite sons).
De forma diferente da programação para microprocessadores, que em geral contam com um sistema operacional e um BIOS, o programador ou projetista que desenvolve sistemas com microcontroladores tem que lidar com uma gama muito grande de desafios, fazendo muitas vezes todo o processo construtivo do aparelho: BIOS, firmware e circuitos.
O sistema binário
O sistema binário é um sistema de numeração posicional em que todas as quantidades se representam utilizando como base o número dois, com o que se dispõe das cifras: zero e um (0 e 1).
Os computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário (aceso, apagado). Com efeito, num sistema simples como este é possível simplificar o cálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte (Binary Term). Um agrupamento de 4 bits é chamado de nibble.
O sistema binário é base para a Álgebra booleana (de George Boole - matemático inglês), que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda eletrônica digital e computação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representar por circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc) sob esse formato.
Os computadores digitais trabalham internamente com dois níveis de tensão, pelo que o seu sistema de numeração natural é o sistema binário (aceso, apagado). Com efeito, num sistema simples como este é possível simplificar o cálculo, com o auxílio da lógica booleana. Em computação, chama-se um dígito binário (0 ou 1) de bit, que vem do inglês Binary Digit. Um agrupamento de 8 bits corresponde a um byte (Binary Term). Um agrupamento de 4 bits é chamado de nibble.
O sistema binário é base para a Álgebra booleana (de George Boole - matemático inglês), que permite fazer operações lógicas e aritméticas usando-se apenas dois dígitos ou dois estados (sim e não, falso e verdadeiro, tudo ou nada, 1 ou 0, ligado e desligado). Toda eletrônica digital e computação está baseada nesse sistema binário e na lógica de Boole, que permite representar por circuitos eletrônicos digitais (portas lógicas) os números, caracteres, realizar operações lógicas e aritméticas. Os programas de computadores são codificados sob forma binária e armazenados nas mídias (memórias, discos, etc) sob esse formato.
Eletrônica Digital
Na eletrônica digital este controle se faz digitalizando o sinal de controle no seu estágio de geração para evitar as variações térmicas ou de envelhecimento a que todo material está sujeito(desde o sensor até o relê final de um sistema analógico); no más, o sinal digitalizado pode ter a forma de uma corrente pulsante cuja freqüência de pulsação represente fielmente o sinal "variação de resistência por efeito da temperatura". O efeito da variação de parâmetros (e aumento do erro de medição) por termo-agitação e envelhecimento é cumulativo nos sistemas analógicos pois as variações de parâmetros devidas ao aumento da temperatura no forno (a medir) são produzidas pelo mesmo processo interno atômico que origina a "deriva", "agitação indesejável" "movimento eletrônico caótico" e se tornam parte das variações espúria que mascaram a medição, e ainda mais serão amplificadas por componentes que têm sua própria agitação térmica que se tornam cumulativos. Exemplo de alguns osciloscópios de laboratório que devem permanecer ligados por longos períodos de tempo antes de realizar medições com eles, mesmo assim, antes de fazer as medições deverão ser aferidos para rever qual é o valor ou se não mostram sinais de derivas.(o mais normal é que apresentem variações de posicionamento na vertical do traço horizontal com níveis de entrada "zero");)
Transistores Bipolares
Transistores Bipolares de porta isolada (IGBTs)
O transistor bipolar de porta isolada (IGBT) destaca-se pelas características de baixa queda de tensão no estado ligado do BJT com as excelentes características de chaveamento, que traz um circuito de acionamento da porta bem simplificado e com alta impedância de entrada do mosfet. Existem no mercado transistores IGBTs com os valores nominais de corrente e de tensão bem acima dos valores encontrados para Mosfets de potência.
Os IGBTs estão gradativamente substituindo os mosfets que se dizem em aplicações de alta tensão, onde as perdas na condução precisam ser mantidas em valores baixos. Mesmo as velocidades de chaveamento dos IGBTs sejam maiores (até 50 kHz) do que as do BJTs e as do mosfets.
Ao contrário do ocorrido no MOSFET, o IGBT não tem nenhum diodo reverso internamente, sendo assim este fator torna sua capacidade de bloqueio para tensões inversas muito baixa, podendo suportar uma tensão inversa máxima em menos de 10 volts.
Princípios de operação do IGBT
A operação do IGBT é muito similar à dos MOSFETs de potência. Para colocá-lo no estado ligado, basta polarizá-lo positivamente no terminal do coletor (C+) em relação ao terminal do emissor (E -). De igual maneira, uma tensão positiva VG aplicada na porta (G) fará o dispositivo passar para o estado ligado (ON), quando a tensão no gate (G) exceder a tensão de limiar. O IGBT passara para o estado desligado (OFF) quando houver o corte de tensão do terminal da porta (G).
Curva Característica de tensão-corrente do IGBT
A curva característica e uma plotagem da corrente de coletor (IC) x a tensão do coletor-emissão (VCE). Quando não houver a tensão aplicada na porta, o transmissor IGBT estará no estado desligado (OFF), onde a corrente (IC) é igual a zero (0) e a tensão que passa através da chave é igual a tensão da fonte.Se a tensão > VGE(th) for aplicada na porta, o dispositivo passará para o estado ligado e permitira a passagem da corrente IC. Essa corrente é limitada pela tensão da fonte e pela resistência de carga. No estado ligado, a tensão através da chave se define a zero.
quinta-feira, 10 de julho de 2008
Fios quânticos
Os fios quânticos são formados da mesma maneira que os poços. Para isto é removida um fatia muito fina do 'sanduíche' (levando o 'pão' e recheio) e prensando-a novamente entre outros semicondutores de forma a confinar o movimento dos elétrons a apenas uma direção. Isto cria uma fio quântico.
Se agora o processo for novamente repetido, removendo-se um pedaço do fio de prensado-o entre novas camadas de semicondutores, o que temos no final é uma pequena caixa de elétrons, chamada de ponto quântico.
O termo quântico é usado para descrever estes dispositivos porque a dimensão da largura de confinamento causa uma re-discretização dos níveis de energia criando bandas de energia artificiais e controláveis em laboratório. E é neste controle fino dos novos níveis de energia que reside toda a importância destes dispositivos. As propriedades eletrônicas dos elétrons nestas estruturas podem ser construidas e os dispositivos planejados como uma projeto de engenharia. As propriedades destes dispositivos são ainda objeto de estudo e provavelmente estes serão os componentes da eletrônica do futuro.
Se agora o processo for novamente repetido, removendo-se um pedaço do fio de prensado-o entre novas camadas de semicondutores, o que temos no final é uma pequena caixa de elétrons, chamada de ponto quântico.
O termo quântico é usado para descrever estes dispositivos porque a dimensão da largura de confinamento causa uma re-discretização dos níveis de energia criando bandas de energia artificiais e controláveis em laboratório. E é neste controle fino dos novos níveis de energia que reside toda a importância destes dispositivos. As propriedades eletrônicas dos elétrons nestas estruturas podem ser construidas e os dispositivos planejados como uma projeto de engenharia. As propriedades destes dispositivos são ainda objeto de estudo e provavelmente estes serão os componentes da eletrônica do futuro.
Semicondutores
Semicondutores são sólidos cristalinos de condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes. Os elementos semicondutores podem ser tratados quimicamente para transmitir e controlar uma corrente elétrica.
Seu emprego é importante na fabricação de componentes eletrônicos tais como diodos, transístores e outros de diversos graus de complexidade tecnológica, microprocessadores, e nanocircuitos usados em nanotecnologia. Portanto atualmente o elemento semicondutor é primordial na indústria eletrônica e confecção de seus componentes.
Seu emprego é importante na fabricação de componentes eletrônicos tais como diodos, transístores e outros de diversos graus de complexidade tecnológica, microprocessadores, e nanocircuitos usados em nanotecnologia. Portanto atualmente o elemento semicondutor é primordial na indústria eletrônica e confecção de seus componentes.
Circuito Integrado
Um circuito integrado, também conhecido por chip, é um dispositivo microeletrônico que consiste de muitos transístores e outros componentes interligados capazes de desempenhar muitas funções. Suas dimensões são extremamente reduzidas, os componentes são formados em pastilhas de material semicondutor.
A importância da integração está no baixo custo e alto desempenho, além do tamanho reduzido dos circuitos aliado à alta confiabilidade e estabilidade de funcionamento. Uma vez que os componentes são formados ao invés de montados, a resistência mecânica destes permitiu montagens cada vez mais robustas a choques e impactos mecânicos, permitindo a concepção de portabilidade dos dispositivos eletrônicos.
No circuito integrado completo ficam presentes os transístores, condutores de interligação, componentes de polarização, e as camadas e regiões isolantes ou condutoras obedecendo ao seu projeto de arquitetura.
No processo de formação do chip, é fundamental que todos os componentes sejam implantados nas regiões apropriadas da pastilha. É necessário que a isolação seja perfeita, quando for o caso. Isto é obtido por um processo chamado difusão, que se dá entre os componentes formados e as camadas com o material dopado com fósforo, e separadas por um material dopado com boro, e assim por diante.
Após sucessivas interconexões, por boro e fósforo, os componentes formados ainda são interconectados externamente por uma camada extremamente fina de alumínio, depositada sobre a superfície e isolada por uma camada de dióxido de silício.
A importância da integração está no baixo custo e alto desempenho, além do tamanho reduzido dos circuitos aliado à alta confiabilidade e estabilidade de funcionamento. Uma vez que os componentes são formados ao invés de montados, a resistência mecânica destes permitiu montagens cada vez mais robustas a choques e impactos mecânicos, permitindo a concepção de portabilidade dos dispositivos eletrônicos.
No circuito integrado completo ficam presentes os transístores, condutores de interligação, componentes de polarização, e as camadas e regiões isolantes ou condutoras obedecendo ao seu projeto de arquitetura.
No processo de formação do chip, é fundamental que todos os componentes sejam implantados nas regiões apropriadas da pastilha. É necessário que a isolação seja perfeita, quando for o caso. Isto é obtido por um processo chamado difusão, que se dá entre os componentes formados e as camadas com o material dopado com fósforo, e separadas por um material dopado com boro, e assim por diante.
Após sucessivas interconexões, por boro e fósforo, os componentes formados ainda são interconectados externamente por uma camada extremamente fina de alumínio, depositada sobre a superfície e isolada por uma camada de dióxido de silício.
História Microcontrolador
O processador foi inventado pela Intel em 1971 para atender a um fabricante de calculadoras japonês que precisava de um circuito integrado especial. A Intel projectou o i4004 que era um circuito integrado programável que trabalhava com registradores de 4 bits, 46 instruções, clock de 740Khz e possuía cerca de 2300 transistores. Percebendo a utilidade desse invento a Intel prosseguiu com o desenvolvimento de novos microprocessadores: 8008 (o primeiro de 8 bits) e a seguir o 8080 e o microprocessador 8085. O 8080 foi um grande sucesso e tornou-se a base para os primeiros microcomputadores pessoais na década de 1970 graças ao sistema operacional CP/M. Da Intel saíram alguns funcionários que fundaram a Zilog, que viria a lançar o microprocessador Z80, com instruções compatíveis com o 8080 (embora muito mais poderoso que este) e também de grande sucesso. A Motorola possuía o 6800 e a MOS Technology o 6502. Todos esses microprocessadores de 8 bits foram usados em muitos computadores pessoais (Bob Sinclair, Apple, TRS, Commodore, etc). Em 1981 a IBM decidiu lançar-se no mercado de computadores pessoais e no seu IBM-PC utilizou um dos primeiros microprocessadores de 16 bits, o 8088 (derivado do seu irmão 8086 lançado em 1978) que viria a ser o avô dos computadores atuais. A Apple nos seus computadores Macintosh utilizava os processadores da Motorola, a família 68000 (de 32 bits). Outros fabricantes também tinham os seus microprocessadores de 16 bits, a Zilog tinha o Z8000, a Texas Instruments o TMS9900, a National Semiconductor tinha o 16032,mas nenhum fabricante teve tanto sucesso como a Intel, que sucessivamente foi lançando melhoramentos na sua linha 80X86, tendo surgido assim (por ordem cronológica) o 8086, 8088, 80186, 80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III, Pentium IV e Pentium Dual Core. Para o IBM-AT foi utilizado o 80286, depois um grande salto com o 80386 que podia trabalhar com memória virtual e multitarefa, o 80486 com coprocessador matemático embutido e finalmente a linha Pentium, com pipeline de processamento. Como grande concorrente da Intel, a AMD aparece inicialmente como fabricante de microprocessadores da linha x86 alternativa mas a partir de um certo momento deixou de correr atrás da Intel e partiu para o desenvolvimento de sua própria linha de microprocessadores: K6, Athlon, Duron, Turion, Sempron, etc. Paralelamente à disputa entre Intel e AMD, a IBM possuia a linha PowerPC utilizada principalmente pelos microcomputadores da Apple.
A evolução tecnológica envolvida é surpreendentemente grande, de microprocessadores que trabalhavam com clock de dezenas de kHz e que podiam processar alguns milhares de instruções por segundo, atingiu-se clocks na casa dos 4GHz e poder de processamento de centenas de milhões de instruções por segundo. A complexidade também cresceu: de alguns milhares de transístores para centenas de milhões de transístores numa mesma pastilha.
A Intel lançou recentemente processador de 80 núcleos. Este processador, após alguns testes, chegou a atingir a impressionante velocidade de 2 teraflops (trilhões de operações de ponto flutuante por segundo - DSP de Ponto Flutuante).
A evolução tecnológica envolvida é surpreendentemente grande, de microprocessadores que trabalhavam com clock de dezenas de kHz e que podiam processar alguns milhares de instruções por segundo, atingiu-se clocks na casa dos 4GHz e poder de processamento de centenas de milhões de instruções por segundo. A complexidade também cresceu: de alguns milhares de transístores para centenas de milhões de transístores numa mesma pastilha.
A Intel lançou recentemente processador de 80 núcleos. Este processador, após alguns testes, chegou a atingir a impressionante velocidade de 2 teraflops (trilhões de operações de ponto flutuante por segundo - DSP de Ponto Flutuante).
DSP - Digital Signal Processor
DSPs (do inglês Digital Signal Processor) são microprocessadores especializados em processamento digital de sinal usados para processar sinais de áudio, vídeo, etc., quer em tempo real quer em off-line.
Um dos usos do DSP que chamaram a atenção da midia foi a proposta do cancelamanto de ruídos: através do sistema proposto um dispositivo captaria o ruído ambiente e geraria um "anti-ruído", com as ondas simétricas: a cada vale corresponderia um pico e vice-versa. Assim poderia se cancelar o ruído de um ambiente, por exemplo, dentro de um automóvel.
Outra grande característica do DSP é sua alta velocidade comparada a outros microcontroladores. Sua velocidade é medida em mips (million instruction per second).
Os DSPs ganharam popularidade na electrônica de consumo em aparelhos como os teclados, que sintetizam os sons de diversos instrumentos, como por exemplo os órgão de tubos, o piano e o violão.
A capacidade que os DSPs têm de repetir (com uma instrução prévia, por exemplo "RPT") em extrema velocidade uma instrução complexa (como por exemplo a "MPYA": "Multiply and Accumulate Previous Product") faz com que sejam rapidamente resolvidas, por exemplo, as Transformadas Rápidas de Fourier (FFT), permitindo a implementação de filtros digitais. Estes filtros são muito usados em telecomunicações, por exemplo para decodificar a sinalização (DTMF, MFC, etc).
Um dos usos do DSP que chamaram a atenção da midia foi a proposta do cancelamanto de ruídos: através do sistema proposto um dispositivo captaria o ruído ambiente e geraria um "anti-ruído", com as ondas simétricas: a cada vale corresponderia um pico e vice-versa. Assim poderia se cancelar o ruído de um ambiente, por exemplo, dentro de um automóvel.
Outra grande característica do DSP é sua alta velocidade comparada a outros microcontroladores. Sua velocidade é medida em mips (million instruction per second).
Os DSPs ganharam popularidade na electrônica de consumo em aparelhos como os teclados, que sintetizam os sons de diversos instrumentos, como por exemplo os órgão de tubos, o piano e o violão.
A capacidade que os DSPs têm de repetir (com uma instrução prévia, por exemplo "RPT") em extrema velocidade uma instrução complexa (como por exemplo a "MPYA": "Multiply and Accumulate Previous Product") faz com que sejam rapidamente resolvidas, por exemplo, as Transformadas Rápidas de Fourier (FFT), permitindo a implementação de filtros digitais. Estes filtros são muito usados em telecomunicações, por exemplo para decodificar a sinalização (DTMF, MFC, etc).
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