CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 7 (3 ore) Transistore multi emettitore Porta TTL prima versione Caratteristica di trasferimento Pilotaggio di carichi capacitivi Stadio d’uscita TOTEM-POLE Porta NAND TTL Standard C.E.A.D.

Richiami Inverter a BJT Caratteristica di trasferimento Inverter ideale Margini di rumore Fan-in e Fan-out Tempi di ritardo Dissipazione di potenza Logica DTL Caratteristiche statiche e dinamiche della logica DTL C.E.A.D.

Transistore multi emettitore BJT a un emettitore BJT multi emettitore C C Q B B Q E E1 E2 C B E C B E1 E2 p n p n n n n C.E.A.D.

Osservazioni Il transistore multi emettitore si può vedere come due transistori accoppiati, sia come tre diodi connessi come in figura n n n p C.E.A.D.

NAND TTL prima versione VCC RC 4k RB R1 2.2k 1.4k Q1 VU VA Q2 VCE - Q3 VB + R2 1k C.E.A.D.

Osservazioni Il transistore Q1 si comporta, staticamente, come tre diodi Dinamicamente, quando Q2 è in forte conduzione, sul fronte di discesa di Vi, Q1 si comporta da transistore C.E.A.D.

Caratteristica di trasferimento VCC VU 5 RC RB R1 4 k 1.4 k 4 k Q1 VU VA Q2 - VCE Q3 VB + R2 0.2 1 k VI 1.5 1.3 2 C.E.A.D.

Pilotaggio di carichi capacitivi Scarica a corrente costante (bIB) Carica esponenziale t = RCC VCC VU 4 k RC VU C Q3 VI T1 T2 t C.E.A.D.

Osservazioni Per ridurre il tempo t2 si deve diminuire RC Ridurre RC comporta una maggiore dissipazione statica Ridurre RC comporta una diminuzione del Fan-out RC svolge la funzione di Pull-Up Soluzione: sostituire il Pull-Up statico con un Pull-Up dinamico C.E.A.D.

Stadio d’uscita TOTEM - POLE R1, R2, Q2 parafase (se il collettore sale l’emettitore scende) D0 serve per avere Q4 interdetto con Q2 e Q3 saturati In assenza di D0 Q4 è in saturazione VCC RC .1 k R1 1.4 k Z1 Q4 Z4 Q2 D0 VI Z3 VU Z2 Q3 R2 C 1 k C.E.A.D.

Porta NAND TTL Standar C.E.A.D. RC VU Q3 .1 k C VI VCC Q4 Q2 D0 R2 R1 RB 4 k Z4 Z3 Z2 Z1 Z7 Z6 Z5 C.E.A.D.

Correnti di scarica La corrente di scarica di C è data da bIB3 In base alla 7.8 RC VU Q3 .1 k C VI VCC Q4 Q2 D0 R2 R1 1.4 k 1 k RB 4 k Z4 Z3 Z2 Z1 Z7 Z6 Z5 C.E.A.D.

Correnti di carica La corrente di carica di C è (ingresso basso) Ipotesi Q4 in saturazione RC VU Q3 .1 k C VI VCC Q4 Q2 D0 R2 R1 1.4 k 1 k RB 4 k Z4 Z3 Z2 Z1 Z7 Z6 Z5 C.E.A.D.

Caratteristica di trasferimento VU RC VU Q3 .1 k C VI VCC Q4 Q2 D0 R2 R1 1.4 k 1 k RB 4 k Z4 Z3 Z2 Z1 Z7 Z6 Z5 3.8 3 0.2 VI 0.6 1.5 5 1.3 C.E.A.D.

Margini di rumore NHL è basso a causa della caratteristica due ginocchi VU 3.8 3 0.2 VI 0.6 1.5 5 1.3 C.E.A.D.

Uscita TRI - STATE Si introduce un novo stato logico ALTA IMPEDENZA “Z” Più uscite Tri – state possono essere connesse in parallelo Si deve garantire che logicamente sia possibile abilitarne solo una alla volta C.E.A.D.

Buffer Tri - State Invertente Non invertente S in out1 out2 Z 1 in Z 1 Invertente Non invertente in out1 S 1 z in out2 S C.E.A.D.

Circuito Tri – State” Si deve obbligare sia Q2 che Q4 a non condurre VCC RC .1 k R1 1.4 k Q4 Z1 Z4 in Q2 D0 VI VU Z3 Z2 Q3 S R2 1 k C.E.A.D.

Osservazioni La max velocità di commutazione è limitata da T storage T storage è dovuto alla saturazione dei BJT La saturazione è necessaria per avere un’uscita costante anche se varia l’ingresso Per aumentare la velocità di commutazione è necessario passare a logiche non saturate C.E.A.D.

Diodo Schottky La giunzione Silicio drogato “n” e metallo (alluminio) da luogo auna ginzione rettificatrice che prende il nome di DIODO SCHOTTKY La tensione di soglia di un diodo schottky è più bassa di quella di un diodo “p-n” ( 0.4 V) C.E.A.D.

Transistore SCHOTTKY Mettendo un diodo Schottky fra base e collettore si ottiene un transistore che non può andare in saturazione 0.4 V 0.3 V 0.7 V C.E.A.D.

NAND LS (74LS00) C.E.A.D. .12 k 20 k 8 k D1 Q5 D3 Q4 4 k Q2 D4 D2 Q3

Conclusioni Transistore multiemettitore Porta TTL prima versione Caratteristica di trasferimento Pilotaggio di carichi capacitivi Stadio d’uscita TOTEM-POLE Porta NAND TTL Standard Porta Tri State TTl Low-power Schottky C.E.A.D.