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C.E.A.D.6.1 CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 6 (2 ore) Logica DTLLogica DTL –Caratteristica di Trasferimento –Porta logica DTL completa.

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1 C.E.A.D.6.1 CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 6 (2 ore) Logica DTLLogica DTL –Caratteristica di Trasferimento –Porta logica DTL completa –Tempi di commutazione Logica DTL modificataLogica DTL modificata

2 C.E.A.D.6.2 Richiami Inverter a BJTInverter a BJT Caratteristica di trasferimentoCaratteristica di trasferimento Inverter idealeInverter ideale Margini di rumoreMargini di rumore Fan-in e Fan-outFan-in e Fan-out Tempi di ritardoTempi di ritardo Dissipazione di potenzaDissipazione di potenza

3 C.E.A.D.6.3 Logica DTL Porta AND a diodi Inverter a BJTPorta AND a diodi Inverter a BJT D1D1 D2D2 X R Y U V CC V in RBRB RCRC V CC VUVU ICIC

4 C.E.A.D.6.4 Caratteristica di trasferimento Determinazione di N HL e N HHDeterminazione di N HL e N HH V CC = 5 V R = 10 K  R B = 200 K  R C = 5 K   = 200) D1D1 D2D2 X R Y V CC RCRC U RBRB

5 C.E.A.D.6.5 Caratteristica di trasferimento Porta AND Schema Caratteristica Schema Caratteristica VIVI VUVU D1D1 D2D2 X R Y U V CC

6 C.E.A.D.6.6 Caratteristica di trasferimento Inverter a BJT Schema Caratteristica Schema Caratteristica VIVI VUVU V in RBRB RCRC V CC VUVU ICIC

7 C.E.A.D.6.7 Caratteristica complessiva NON ACCETTABILE VIVI VUVU D1D1 D2D2 X R Y V CC RCRC U RBRB

8 C.E.A.D.6.8 Modifica 1 Aumento di N HL e N HHAumento di N HL e N HH V CC = 5 V R = 5 K  R B = 5 K  R C = 2.2 K   = 100) D1D1 D2D2 X RBRB Y V CC RCRC U D3D3 R

9 C.E.A.D.6.9 Tabella delle tensioni Tensioni di soglia del BJT e del diodoTensioni di soglia del BJT e del diodo Cut-inAttivaSaturazione Diodo (V  ) BJT

10 C.E.A.D.6.10 Caratteristica di trasferimento ANCORA BASSO VIVI VUVU D1D1 D2D2 X RBRB Y V CC RCRC U D3D3 R VaVa VBVB

11 C.E.A.D.6.11 Modifica 2 Aumento di N HL e N HHAumento di N HL e N HH V CC = 5 V R = 5 K  R B = 5 K  R C = 2.2 K   = 100) D1D1 D2D2 X RBRB Y V CC RCRC U D4D4 R D3D3

12 C.E.A.D.6.12 Caratteristica di trasferimento OK VIVI VUVU U D1D1 D2D2 X RBRB Y V CC RCRC D4D4 R D3D3 VBVB VaVa

13 C.E.A.D.6.13 Calcolo delle correnti FAN-OUT = 12 U D1D1 D2D2 X RBRB Y V CC RCRC D4D4 R D3D3 I in I out

14 C.E.A.D.6.14 Osservazioni RC valore basso per ridurre il tempo di carica di una eventuale capacità di caricoRC 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 bassoRC non può essere troppo piccola per non avere troppa dissipazione di potenza statica sul livello logico basso R serve a ridurre t sR serve a ridurre t s

15 C.E.A.D.6.15 Inverter DTL in commutazione Dalle simulazioni si nota la dipendenza di t storage da RDalle simulazioni si nota la dipendenza di t storage da R R = 5 k  R = 3 k  R = 1 k  (RB = 3.5 k  ) InconvenientiInconvenienti –ridurre R riduce I B e quindi il Fan-out –se si riduce anche R B si riduce il Fan-out OsservazioneOsservazione –nei circuiti integrati i diodi si realizzano con i BJT t s = 375 nst s = 208 ns t s = 60 ns t on = 85 ns t off = 107 ns

16 C.E.A.D.6.16 Inverter DTL modificato Sostituzione di D 4 con un BJTSostituzione di D 4 con un BJT D1D1 D2D2 X RBRB Y V CC RCRC U D4D4 R D3D3 Q3Q3 D1D1 D2D2 X RBRB Y RCRC U Q2Q2 R2R2 D3D3 Q3Q3 R1R1 5k 2.2k 1.4k 1k 4k 2.2k

17 C.E.A.D.6.17 Caratteristica di trasferimento Sostituzione di D 4 con un BJTSostituzione di D 4 con un BJT D1D1 VIVI RBRB V CC RCRC VUVU Q2Q2 R2R2 D3D3 Q3Q3 R1R1 1.4k 1k 4k 2.2k VV +- VV +- VV VIVI VUVU

18 C.E.A.D.6.18 Calcolo delle correnti Sostituzione di D 4 con un BJTSostituzione di D 4 con un BJT D1D1 VIVI RBRB V CC RCRC VUVU Q2Q2 R2R2 D3D3 Q3Q3 R1R1 1.4k 1k 4k 2.2k VV +- VV +- VV + - FAN-OUT = 24

19 C.E.A.D.6.19 Osservazioni La caratteristica di trasferimento è uguale a quella della DTLLa caratteristica di trasferimento è uguale a quella della DTL I margini di rumore sono uguali a quelli della DTLI margini di rumore sono uguali a quelli della DTL Il Fan-out è sicuramente accettabileIl Fan-out è sicuramente accettabile ATTENZIONE!!!ATTENZIONE!!! Non si è tenuto conto del fenomeno di accumulo di cariche in base di Q 2 che va sicuramente in saturazioneNon si è tenuto conto del fenomeno di accumulo di cariche in base di Q 2 che va sicuramente in saturazione

20 C.E.A.D.6.20 Conclusioni Logica DTLLogica DTL –Caratteristica di Trasferimento –Porta logica DTL completa –Tempi di commutazione Logica DTL modificataLogica DTL modificata


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