Circuitos Lógicos TTL... uma família inteira para conhecer, se prepare !!!

A sigla TTL significa Lógica Transistor-Transistor e se refere a uma classe de circuitos integrados que implementam funções lógicas utilizando transistores em sua composição, mas o termo TTL também é usado frequentemente para indicar que algum outro circuito integrado ou porta lógica opera na mesma faixa de tensão que é de 5V. Tive um professor que antes de iniciar suas aulas no laboratório de eletrônica digital deu a seguinte explicação, logicamente como brincadeira, mas que facilita a memorização: "Dentro desses chips existe uma fumacinha que faz ele funcionar, mas se você deixar a fumacinha sair, ele não funciona mais... por isso sempre devemos manter a tensão em 5V, um valor maior do que esse vai fazer a fumacinha escapar de dentro do chip". Portanto, amigos, lembrem-se sempre disso, circuitos TTL devem sempre ser alimentados com 5V.
Um exemplo que será visto em outro artigo são as portas seriais TTL que muitos microcontroladores implementam, nesse caso a indicação TTL não indica uma porta lógica e sim a tensão de trabalho, o nome serve para diferenciar da porta serial RS-232 comum que trabalha com tensões mais altas e poderia facilmente queimar o microcontrolador se fosse ligado diretamente. Para entender cada um desses circuitos é interessante entender como funcionam as portas lógicas. Basicamente uma porta lógica realiza a nível de circuitos eletrônicos o mesmo comportamento da lógica de Boole ou lógica booleana. Esse nome estranho vem de um matemático chamado George Boole que definiu como essas conexões lógicas podem ser combinadas e compõe a base para todos os circuitos digitais.
Na lógica booleana os sinais assumem valores Verdadeiro (True) ou Falso (False), não existem outros valores e isso é muito bom para a implementação por meio da eletrônica pois podemos assumir que um sinal baixo (0V) é falso e um sinal alto (5V) é verdadeiro, esse também é o motivo pelo qual os computadores trabalham internamente com numeração binária, nesse sistema numérico só existe os dígitos 0 e 1 que podem ser mapeados como Falso e Verdadeiro ou na eletrônica como 0V e 5V.

Vamos ver como se comportam essas tais portas lógicas:
Porta AND (lógica "E") a saída só é verdadeira se todas as entradas são verdadeiras.
Porta OR (lógica "OU") a saída é verdadeira se qualquer uma das entradas for verdadeira.
Porta NOT (lógica "Não" ou inversora) nessa porta em especial só existe uma entrada e a saída é o inverso da entrada.
Porta NAND (lógica "Não E") a lógica é a mesma da porta AND mas a saída é invertida por uma porta NOT.
Porta NOR (lógica "Não OU") a lógica é a mesma da porta OR mas a saída é invertida por uma porta NOT.
Porta XOR (lógica "OU exclusivo") a lógica é parecida com a port OR porque a saída é verdadeira se uma das entradas é verdadeira, a diferença é que a saída será falsa se todas as entradas foram verdadeiras simultaneamente, isso significa que somente uma das duas pode ser verdadeira de cada vez e por isso ela é chamada de "exclusiva".

Cada tipo de porta possui um desenho característico, veja o exemplo abaixo de um circuito com 4 portas AND de duas entradas, observe que além das portas lógicas existem os pinos VCC (+5V) e GND (0 V) para fornecer a alimentação do circuito integrado. Os símbolos e pinagens dos circuitos integrados das diversas portas lógicas serão vistos em outra postagem.

A porta NOT só precisa de uma entrada, todas as outras precisam de, no mínimo, duas entradas mas existem circuitos integrados que implementam essas mesmas portas lógicas com mais de duas entradas e existem circuitos que implementam várias portas lógicas independentes dentro do mesmo componente, apesar de ter várias entradas, cada porta lógica possui apenas uma saída.
Maiores detalhes você pode conferir nos artigos específicos de cada uma dessas portas e de outros circuitos com lógica TTL.