Questão de Engenharia Elétrica — Circuitos Elétricos na Engenharia Elétrica — CESPE / CEBRASPE 2022

Famílias de circuitos lógicos: TTL, Schottky e ECL

Gabarito: letra B. A família ECL (Emitter-Coupled Logic) é conhecida por sua alta velocidade justamente porque seus transistores operam fora da região de saturação, evitando o acúmulo de cargas minoritárias que atrasa o chaveamento — característica que a distingue da TTL convencional, cujos transistores saturam.

As famílias lógicas bipolares (TTL, Schottky, ECL) diferem fundamentalmente na forma como os transistores são polarizados e na topologia interna, o que define velocidade, consumo e imunidade a ruído. A TTL (Transistor-Transistor Logic) tradicional usa transistores que entram em saturação quando conduzem, o que gera um atraso de propagação devido ao tempo de recuperação das cargas armazenadas na base. A família Schottky foi criada para mitigar esse problema: insere um diodo Schottky entre a base e o coletor do transistor, que impede a saturação profunda, desviando a corrente de base quando o transistor está prestes a saturar. Já a ECL adota uma abordagem mais radical: os transistores nunca saturam, operando sempre na região ativa, o que elimina o tempo de recuperação e permite velocidades muito superiores, ao custo de um consumo de potência maior.

A pegadinha central da questão está em inverter as características dessas famílias: a banca troca a operação em saturação (TTL) pela não saturação (ECL), confunde as resistências internas e atribui à TTL o uso de MOSFETs, que pertencem a outra tecnologia (CMOS).

Alternativa A — ❌ Incorreta

Afirma que na TTL Schottky os transistores operam constantemente em saturação. O erro é duplo: a TTL convencional satura, mas a versão Schottky foi projetada exatamente para evitar a saturação profunda, usando o diodo Schottky entre base e coletor. O diodo desvia a corrente de base quando a tensão coletor-emissor cai, impedindo que o transistor entre em saturação plena. Portanto, a alternativa inverte o princípio da família Schottky.

Alternativa B — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A alta velocidade da ECL decorre do fato de os transistores operarem fora da saturação, na região ativa. Como não há acúmulo de cargas minoritárias na base (que precisariam ser removidas para o corte), o chaveamento é muito mais rápido. Essa é a característica que define a ECL e a torna a família lógica bipolar mais veloz.

Alternativa C — ❌ Incorreta

Afirma que na TTL foi retirado o resistor de limitação de corrente da saída para permitir mais acoplamentos. Na verdade, a TTL padrão possui um transistor na saída em configuração totem-pole (push-pull), com um resistor entre o coletor do transistor superior e o emissor do inferior, que limita a corrente. Esse resistor não foi retirado; ele é essencial para proteger a saída e limitar a corrente quando a saída está em nível alto. A alternativa confunde a topologia de saída da TTL com a de outras famílias.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Afirma que a TTL Schottky de baixa potência é mais rápida que a Schottky convencional por usar resistências maiores. O raciocínio está invertido: resistências maiores aumentam a constante de tempo RC e, portanto, reduzem a velocidade. A versão de baixa potência (LS) usa resistências maiores para reduzir o consumo, mas isso a torna mais lenta que a Schottky padrão. A alternativa troca a relação entre resistência e velocidade.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Afirma que a TTL usa transistores MOSFET, sensíveis à eletricidade estática. A TTL é uma família bipolar, baseada em transistores de junção bipolar (BJT). Os MOSFETs são usados na família CMOS, que é a que apresenta sensibilidade à eletricidade estática. A alternativa mistura as tecnologias bipolar e MOS.

Gabarito: letra B