CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI

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CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI

• LEZIONE N 6 (2 ore)
• Logica DTL
• Caratteristica di Trasferimento
• Porta logica DTL completa
• Tempi di commutazione
• Logica DTL modificata

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Richiami

• Inverter a BJT
• Caratteristica di trasferimento
• Inverter ideale
• Margini di rumore
• Fan-in e Fan-out
• Tempi di ritardo
• Dissipazione di potenza

3
Logica DTL

• Porta AND a diodi Inverter a BJT

4
Caratteristica di trasferimento

• Determinazione di NHL e NHH
• VCC 5 V
• R 10 KW RB 200 KW
• RC 5 KW
• (b 200)

5
Caratteristica di trasferimentoPorta AND

• Schema Caratteristica

6
Caratteristica di trasferimentoInverter a BJT

• Schema Caratteristica

VU
5
0.2
VI
0
0.7
1.66
5
7
Caratteristica complessiva

VCC
R
RC
D1
X
U
RB
D2
Y
NON ACCETTABILE
8
Modifica 1

• Aumento di NHL e NHH
• VCC 5 V
• R 5 KW RB 5 KW
• RC 2.2 KW
• (b 100)

VCC
RB
RC
D1
X
U
D3
D2
Y
R
9
Tabella delle tensioni

• Tensioni di soglia del BJT e del diodo

Cut-in Attiva Saturazione
Diodo 0.6 0.7 (Vg ) 0.7 (Vg )
BJT 0.6 0.7 0.8
10
Caratteristica di trasferimento

VCC
RB
RC
D1
X
U
D3
VB
D2
Y
Va
R
ANCORA BASSO
11
Modifica 2

• Aumento di NHL e NHH
• VCC 5 V
• R 5 KW RB 5 KW
• RC 2.2 KW
• (b 100)

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Caratteristica di trasferimento
VCC

VU
RB
RC
D1
5
X
U
VB
D2
D4
D3
Y
Va
R
0.2
VI
0
1.3
1.5
2
OK
13
Calcolo delle correnti

VCC
RB
RC
D1
X
U
D2
D4
D3
Iout
Y
Iin
R
FAN-OUT 12
14
Osservazioni

• RC valore basso per ridurre il tempo di carica
  di una eventuale capacità di carico
• RC non può essere troppo piccola per non avere
  troppa dissipazione di potenza statica sul
  livello logico basso
• R serve a ridurre ts

15
Inverter DTL in commutazione

• Dalle simulazioni si nota la dipendenza di
  tstorage da R
• R 5 kW R 3 kW R 1 kW (RB 3.5 kW)
• Inconvenienti
• ridurre R riduce IB e quindi il Fan-out
• se si riduce anche RB si riduce il Fan-out
• Osservazione
• nei circuiti integrati i diodi si realizzano con
  i BJT

ts 375 ns
ts 208 ns
ts 60 ns ton 85 ns toff 107 ns
16
Inverter DTL modificato

• Sostituzione di D4 con un BJT

VCC
VCC
RB
RC
2.2k
RC
5k
4k
RB
R1
D1
2.2k
1.4k
X
D1
U
D4
D3
D2
U
X
Q2
Y
Q3
D2
D3
Q3
Y
R
R2
5k
1k
17
Caratteristica di trasferimento

• Sostituzione di D4 con un BJT

VCC
VU
RC
5
4k
RB
R1
2.2k
1.4k
D1
D3
VU
VI
Q2

Vg

-
Vg

-
Q3
Vg
-
R2
0.2
1k
VI
0
1.3
1.5
2
18
Calcolo delle correnti

• Sostituzione di D4 con un BJT

VCC
RC
4k
RB
R1
2.2k
1.4k
D1
D3
VU
VI
Q2

Vg

-
Vg

-
Q3
Vg
-
R2
1k
FAN-OUT 24
19
Osservazioni

• La caratteristica di trasferimento è uguale a
  quella della DTL
• I margini di rumore sono uguali a quelli della
  DTL
• Il Fan-out è sicuramente accettabile
• ATTENZIONE!!!
• Non si è tenuto conto del fenomeno di accumulo di
  cariche in base di Q2 che va sicuramente in
  saturazione

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Conclusioni

• Logica DTL
• Caratteristica di Trasferimento
• Porta logica DTL completa
• Tempi di commutazione
• Logica DTL modificata