Durante o projeto de circuitos digitais, alguns fatores devem ser levados em consideração como o acoplamento entre as portas de entrada e de saída das portas lógicas. Durante os níveis lógicos BAIXO surgem diferenças de potencial que levam à um fluxo de corrente entre as portas dos componentes. Um engenheiro está projetando um painel de LEDs que imita um display de 7 segmentos. Cada segmento é acionado pela saída de uma porta OR, um segmento é formado por vários LEDs conectados a um buffer inversor. Sabendo que a corrente de saída para nível lógico baixo IOL da porta OR é 157mA e a corrente de entrada IIL do buffer inversor é 4mA, qual o total de LEDs que um segmento pode comportar?

Análise da Questão

A questão aborda o dimensionamento de carga em circuitos digitais, utilizando o conceito de Fan-out. Este parâmetro define quantas entradas de outras portas (ou dispositivos, neste caso, buffers com LEDs) uma única saída lógica pode suportar sem comprometer o funcionamento correto dos níveis lógicos.

Passo 1: Identificar os dados fornecidos
Do enunciado, extraímos as seguintes informações críticas:

• Corrente de saída da porta OR (I_{OL}): É a capacidade máxima de corrente que a porta pode fornecer/absorver no nível lógico baixo. Valor: $157\text{ mA}$.
• Corrente de entrada do buffer inversor (I_{IL}): É a corrente consumida por cada unidade de carga (cada LED + seu buffer). Valor: $4\text{ mA}$.

Passo 2: Entender a relação de carga
O texto base explica que o Fan-out é calculado dividindo-se a corrente de saída pela corrente de entrada. No cenário proposto:

• A porta OR é a fonte de alimentação (acionadora).
• Cada LED + Buffer é uma carga individual.
• O objetivo é descobrir quantas dessas cargas (N) cabem na capacidade da porta.

Passo 3: Realizar o cálculo
Aplicamos a fórmula derivada do conceito de Fan-out:

Substituindo os valores numéricos:

Passo 4: Interpretação do resultado
Matematicamente, o resultado é $39,25$. No entanto, em engenharia e física, não podemos ter uma fração de componente físico (não existe meio LED funcional). Além disso, para garantir que a porta não seja sobrecarregada, devemos respeitar o limite máximo de corrente.

• Se tentarmos conectar 40 LEDs, a corrente necessária seria $40 \times 4\text{ mA} = 160\text{ mA}, o que ultrapassa os $157\text{ mA} disponíveis.
• Conectando 39 LEDs, a corrente consumida será $39 \times 4\text{ mA} = 156\text{ mA}, o que está dentro do limite seguro ($156 < 157).

Portanto, arredondamos para baixo para o número inteiro mais próximo que satisfaça a condição.

Alternativa: 39