CIRCUITE LOGICE CU TB

HTML
DOWNLOAD

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "CIRCUITE LOGICE CU TB"

Κόρη Βουγιουκλάκης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

COMPONENTE ŞI APARATURĂ Se folosește montajul experimental echipat cu tranzistoare bipolare npn, de tip 2N2222, diode semiconductoare şi rezistenţe.

1 CIRCUITE LOGICE CU T I. OIECTIVE a) Determinarea experimentală a unor funcţii logice pentru circuite din familiile RTL, DTL. b) Determinarea dependenţei caracteristicilor statice de transfer în tensiune de valorile unor rezistenţe din circuit. II. COMPONENTE ŞI APARATURĂ Se folosește montajul experimental echipat cu tranzistoare bipolare npn, de tip 2N2222, diode semiconductoare şi rezistenţe. Deoarece aplicăm şi măsurăm tensiuni variabile şi tensiuni continue, avem nevoie de o sursă de tensiune continuă stabilizată, un generator de semnale, un osciloscop cu 2 canale şi un voltmetru de c.c. III. ASPECTE TEORETICE 1. Inversorul logic cu tranzistoare bipolare 1.2 Funcția logică Inversorul logic cu T este prezentat în Fig.1. V CC v I v C v E Y A v v O CE T n v I T n v O 0V (b) V CC V CC (c) 0,2V Fig.1. Inversor logic cu T Considerăm 0V- 0 logic şi V CC -1 logic. Rezistenţele şi sunt alese astfel încât pentru v I =V CC (1 logic la intrare), T n să fie în saturaţie (cex), stare pe care în continuare o vom nota cu (c), 1

2 adică tranzistorul conduce la saturaţie. În saturaţie v O =v CEsat 0,2V, care este considerat 0 logic la ieşire. Pentru v I =0V (adică 0 logic la intrare), T n - (b) iar tensiunea de ieşire este v O =V CC, adică 1 logic la ieşire. 1.2 Caracteristica statică de transfer în tensiune (CSTV) CSTV v O (v I ) pentru inversorul logic este prezentată în Fig. 2. Regiuni de funcționare ale T Regiunile de funcţionare ale tranzistoarelor sunt: regiunea de blocare (b), când tensiunea v E <V P. T este echivalent cu un comutator în blocare, valoarea tensiunii v CE fiind fixată de circuitul exterior. regiunea de conducţie extremă (cex) regiunea de saturaţie. În această regiune T se comportă ca un comutator în stare de conducţie. Tensiunea v CE este foarte redusă. Orientativ, când tranzistorul lucrează în această regiune vom folosi V CEsat 0,2V. În (cex) considerăm v E 0,8V. La saturaţie avem relaţia: i Cex <β i regiunea activă directă (a F ) - curentul prin tranzistor depinde doar de comanda i (sau v E ): Expresiile pentru determinarea i și i Cex sunt: i C =β i, i <i Cex /β i v I v R E i Cex V CC 2. Circuitul logic SAU-NU Prin legarea în paralel a ieşirilor a două sau mai multor inversoare cu T se obţine o poartă SAU-NU, după cum se observă în Fig.3. Deoarece la realizarea funcţiei logice participă şi tranzistoare şi rezistenţe, aceste circuite logice fac parte din familia RTL (Resistor-Transistor- Logic-în engleză), adică logică cu rezistenţe şi tranzistoare. v R C CEsat 2

3 V CC 470 Y A A 680 T1 680 T2 A T 1 T 2 Y A 0 0 (b) (b) (b) (c) (c) (b) (c) (c) 0 Fig.3. SAU-NU în tehnologie RTL Pentru a obţine funcţia logică SAU, nu trebuie decât să conectăm ieşirea circuitului SAU-NU la inversorul logic. 3. Circuitul logic ȘI-NU Prin legarea în serie a ieşirilor a două sau mai multor inversoare cu T se obţine o poartă ȘI-NU. IV. EXERCIŢII PREGĂTITOARE P1. Inversorul RTL Pentru toate experimentele se consideră convenţia logică pozitivă - nivelul ridicat al tensiunii: "1" logic, nivelul scăzut al tensiunii: 0 logic. P1.1. Funcţia logică Determinaţi funcţia logică realizată de circuitul din Fig. 4. P1.2. Dependenţa CSTV de În continuare considerăm pentru T: =200, V Eon =0,6V, V CEsat =0,2V. Cum arată CSTV v Y (v A ) pentru circuitul din Fig. 4 cu =22K, =1K? Pentru ce valori ale tensiunii v A T este în blocare? Dar în saturație? Ce modificări apar în CSTV dacă devine 22K? ( =22K). P1.3. Dependenţa CSTV de Cum se modifică CSTV determinată la primul punct din P1.2., dacă devine 1K ( =1K)? Ce valori ia v Y pentru stările de blocare, respectiv saturație a T? P2. Circuitul logic SAU-NU P2.1. SAU-NU din familia RTL Care este tabelul de funcţionare electrică al circuitului din Fig. 5? Tensiunile v A şi v iau valori în {0V, 5V}. În ce stare (blocare/saturație) se află T A şi T pentru fiecare combinaţie de valori a v A şi v? 3

4 P2.2. SAU-NU cu D şi T Verificaţi îndeplinirea funcţiei logice SAU-NU pentru circuitul din Fig. 6 (circuit de maxim spațial DR și inversor logic). Circuitul din Fig. 6 este mai simplu decât cel din Fig. 5? Din ce punct de vedere? P3. Circuitul logic ŞI-NU din familia RTL Având la dispoziţie rezistenţe de 1 K şi 22 K şi T-uri, proiectaţi un circuit logic (din familia RTL) care realizează funcţia logică ȘI-NU, cu 2 intrări. 1. Inversorul RTL 1.1. Funcţia logică V. EXPERIMENTARE ŞI REZULTATE Se construieşte circuitul din Fig. 4. La intrarea A (VI1) se aplică semnal TTL cu frecvenţă de 1KHz de la generatorul de semnale. Cu osciloscopul calibrat, în modul de lucru Y-t se vizualizează v A (t) şi v Y (t). V cc =5V Y A T v Y v A Fig. 4. Inversorul RTL v A (t), v Y (t). Tabel de adevăr în care A, Y sunt variabilele logice de intrare, respectiv de ieşire. Circuitul îndeplineşte funcţia logică Dependenţa CSTV de 4

5 Se foloseşte circuitul din Fig. 4. v A (t)=5sin21000 t [V] [Hz] de la generatorul de semnale. Se vizualizează CSTV v Y (v A ) cu osciloscopul în modul de lucru Y-X, în situaţiile: a) = 22 K b) = 22 K = 1 K = 22 K Reprezentarea grafică a CSTV v Y (v A ) pentru: a) = 22K b) = 22K = 1K = 22K Marcaţi pe grafice porţiunile corespunzătoare stărilor de blocare, saturaţie, respectiv regiune activă ale T Dependenţa CSTV de Se foloseşte circuitul din Fig. 4. v A = 5sin21000 t [V] [Hz] de la generatorul de semnale. Se vizualizează CSTV v Y (v A ) (vezi paragraful E1.2) pentru: a) = 22 K b) = 1 K = 1 K = 1 K Reprezentare grafică CSTV v Y (v A ) pentru: a) = 22K b) = 1K = 1K = 1K Cum influenţează domeniile v A pentru care T este în blocare, respectiv în saturație? 2. Circuitul logic SAU-NU 2.1. SAU-NU din familia RTL Se construieşte circuitul din Fig. 5. Tensiunile v A şi v iau valori din mulţimea {0V, 5V} în toate combinaţiile posibile. v Y se măsoară cu voltmetrul de c.c. pentru toate combinaţiile de valori pe care le iau cele două tensiuni de intrare. 5

6 V cc =5V 1K K Y A T A T v Y v A 22k V 22K Fig.5. SAU-NU din familia RTL Tabel cu v A, v, v Y, stările (blocare sau conducţie) T A şi T pentru cele 4 combinaţii posibile de valori ale v A şi v din mulţimea {0V; 5V}. Tabel de adevăr cu A, variabile logice de intrare şi Y variabilă logică de ieşire. Se obţine aceeaşi funcţie logică ca la P2.1? 2.2. SAU-NU cu D şi T Pentru a reduce numărul de tranzistoare şi complexitatea proiectării circuitului logic se pot folosi diode după cum rezultă şi din Fig. 6. pe care trebuie să o realizăm practic. Experimentul se desfăşoară similar cu cel de la paragraful 2.1. Tabelul cu v A, v, v Y, pentru cele 4 combinaţii posibile de valori ale v A şi v din mulţimea {0V, 5V}. De ce este nevoie de 2? Tabel de adevăr cu A, variabile logice de intrare şi Y variabilă logică de ieşire. Cum se explică faptul că circuitele din Fig. 5 şi Fig. 6 îndeplinesc aceeaşi funcţie logică? 6

7 V cc =5V D A 1K v A 1 T V Y v D 22k 2 22k Fig.6. SAU-NU cu D şi T 3. Circuit logic ȘI-NU din familia RT Se construieşte circuitul proiectat de voi la paragraful P3. În mod asemănător cu experimentul de la paragraful 2.1. se realizează verificarea practică a funcţiei logice a circuitului. Tabel de adevăr pentru circuitul ȘI-NU. ILIOGRAFIE 1. Oltean, G., Dispozitive si circuite electronice. Dispozitive electronice, Risoprint, Cluj-Napoca, ISN , 316 pag, 2003, retiparită în Fig. 7. Montaj experimental 7

Σχετικά έγγραφα

CIRCUITE CU DZ ȘI LED-URI

CIRCUITE CU DZ ȘI LED-URI CICUITE CU DZ ȘI LED-UI I. OBIECTIVE a) Determinarea caracteristicii curent-tensiune pentru diode Zener. b) Determinarea funcționării diodelor Zener în circuite de limitare. c) Determinarea modului de