2.1 Parametrii circuitelor logice

Transcript

1 oţe apolul rcue logce cu razoare bpolare. Paramer crcuelor logce - peru aprecere - peru comparare:. poblăţ de ercoecare. regm razoru 3. caracerc de almeare ş puere dpaă... Iercoecarea crcuelor logce: * poblăţ pue î evdeţă pr: - caracerc ace - paramer ac... caracerca de rafer, v ( v ) * cazul geeral: 0 v L v 0 rezulă: V L V0 - velele logce de eşre, 0, H (î logcă pozvă) V, - eule de rare coderae ca vele logce, H - euea de prag logc, V prl (euea peru care e coderă că e face recerea de la u vel logc la celălal) - margle de zgomo ace, MZL ş MZH cu MZL = V L V ol ş MZH = V 0 H VH (velul maxm al perurbaţlor ace adme fără chmbarea ăr crcuulu la eşre) * cazul crcuulu logc deal: L V ezulă: ocluz: V ol = 0 V oh = V ALIM MZL = MZH = 0,5V ALIM V. prl = 0,5V ALIM 004

2 oţe - e foloeşe egral euea de almeare - velele logce u be preczae ş, pracc, depedee de codţle reale de fucţoare - margle de zgomo ace egale ş maxme - euea de prag logc la jumăaea eu de almeare. ** cazul crcuulu logc real: ezulă: V, e deermă peru paa caracerc egală cu - - l VH - VoL 0, VoH VALIM VprL 0,5V ALIM MZL, - MZH cad ocluz: - euea de almeare u ma ee egral foloă - velele logce u ma u be preczae ş depd de codţle reale de fucţoare - apare zoa de razţe î care velele logce u u be preczae ş î care e poae face chmbarea ăr crcuulu la eşre la varaţ mc ale eu de la rare odţ reale de fucţoare: - dpera de fabrcaţe a compoeelor elecroce - arca (de obce, epreczaă) - varaţa codţlor de medu (î pecal, θ ) - varaţa eulor de almeare - îmbărârea compoeelor - zgomoele elecrce ş elecromagece. Î codţle de fucţoare cele ma defavorable: 004

3 oţe 0 V ol m VoL < VoLmax - VoH m < VoH VoH max VALIM - V, ol max VoH max u garaae de producăor, î codţle de ulzare pecfcae peru fecare famle de crcue logce egrae - MZL = VL m VoL max MZH = VoH m VH max V < V < V. - L prl H... caracerca de rare, ( v ) Se deermă cureţ de rare, I, I L H : - peru L deal: cureţ de rare u ul - peru L real: cureţ de rare u îre lme foare mar: ma peru TTL repecv pa peru MOS - î codţle reale de fucţoare, peru fecare famle de crcue egrae e ablec: - e deermă eule exreme ce po f aplcae crcuulu la rare fără a e provoca drugerea aceua: caracercle de eşre, o ( v o ) (î fucţe de area logcă la eşre) Se deermă cureţ dpobl la eşre, I ol, IoH : - peru L deal: cureţ de eşre u elmaţ - peru L real e defec: I L Se defeşe capacaea de îcărcare acă, fa-ou: Io max I oh max - crcue logce de acelaş p: m, I Lmax IH max - peru crcue dfere e face blaţul cureţlor peru fecare are logcă de la eşre: I > I I > I. ol max L max, oh max H max 004 3

4 oţe... egmul razoru Se coderă răpuul uu crcu logc la u emal obţu de la u crcu logc de acelaş p: Se defec: *mpul de propagare (dfereţa de mp îre recerea pr VprL a eu de eşre ş recerea pr aceeaş valoare a eu de rare), phl plh plh + phl mpul de propagare medu: p = deermă veza de lucru a crcuelor (umărul de operaţ pe ecudă) V 0H rare V prl V 0L phl V 0H plh e re V prl V 0L fhl 0, V 0,9 V flh v= V 0H - V 0L - depd de arcă, de rucura *duraele frourlor, fhl flh crcuulu ş e preczează valorle maxme peru arc capacve preczae flueţează mpul de propagare, deermă o creşere uplmeară a coumulu, favorzează edţa de aparţe a oclaţlor paraze, flueţează regulle de proecare ş de realzare a crcuelor * margea de zgomo damcă defă ca ampludea mmă a uu mpul de duraă preczaă care chmbă area L la eşre reflecă rezeţa crcuulu la perurbaţ damce. e zg zg e zg zg..3. aracerce de almeare * eu de polarzare: E, cu oleraţele adme I IL, IH, I = *cureţ de almeare: I I DDL, I DDH, I DD = *puerea dpaă: P P L, H L DDL + I + I H DDH 004 4

5 oţe PL + PH * puerea mede dpaă: Pd =, peru mpulur de joaă frecveţă ş cu u facor de umplere de 0,5 * compoeele razor ale puer dpae deermae de arcă ş de duraele fe ale frourlor mpulurlor de comadă * flueţe: lmează gradul de egrablae, rercţ la amplaarea compoeelor, rercţ la cablajele de maă ş de almeare, rercţ la proecarea urelor de almeare. * facor de mer: M = P d p - caracerzează famlle de L. apolul rcue logce cu razoare bpolare.. omuaor cu TIP..0. Iroducere. L cu dode: Schema bloc a uu L cu TIP: rar lo gce Log c a eaj e re a rca * emale logce logcă pozvă * fucţ logce realzae cu dode ş rezeţe: ŞI, SAU Fucţoare: * la crcuul SAU la eşre e obţe cea ma mare dre eule de la răr * la crcuul ŞI la eşre e obţe cea ma mcă dre eule de la răr: * dezavaaje: - degradarea velelor logce - lmarea fa-ou - răpu razoru emerc - coum rdca. * e realzează cu: dode, jocţu E, pr îumare de cureţ de colecor au cu razoare mulemor

6 oţe... Paramer de comuaţe a TIP Ob. paramer de comuaţe paramer de regm armoc ) paramer ac: a) TIP bloca comuaor dech: comuaor dech E E paramer: - cure rezdual I = (egljabl) - rezeţă de perder foare mare (egljablă). (acee elemee po coa uma î crcue cu rezeţe exere foare mar) ocluze: la u TIP bloca eule pe jocţu depd uma de crcuul exeror ş u rebue ă depăşeacă eule maxm admble. b) TIP î coducţe: b) î AN: paramer: - euea de dechdere a jocţu E (la cureţ de emor de zec de µ A ): V E 0 = 0,55V 0, 65V, valoare pcă: = E - euea drecă pe jocţuea E (la cureţ de ordul ma ): E=, valoare pcă: E = - cureul rezdual al jocţu E: I< (ara jocţu foare mcă) - facorul de cure al razorulu: pc,, dar ş β 0 < 40 - rezeţa geeraorulu de cure ee foare mare, egljablă. b) î SAT (comuaor îch): paramer: v E V Ea E r ca V Ea ca 004 6

7 oţe - euea drecă pe jocţuea E la auraţe (la cureţ de ordul ma): V Ea = 0,75V 0, 85V, valoare pcă: V Ea = 0, 8V - euea de auraţe recă: V Ea 0, V (valoare pcă) - rezeţa de auraţe, r ca 0Ω (măur ehologce peru mcşorare). ocluze: la u TIP î auraţe, cureţ pr jocţu u ablţ uma de crcuul exeror ş u rebue ă depăşeacă cureţ maxm admbl eule pe jocţu u mc ş be preczae. c) AI - de obce, apare î mod eeţoa - e caracerzează pr paramerul α cu valoare pcă < 0, cu o mare dpere de fabrcaţe. Obervaţe: oţ paramer TIP u depedeţ de cureţ pr razor (dec ş de eule de almeare) ş de emperaură. ) paramer damc: - capacăţle de bareră: be0 be = ue U 0 bc = u U bc0 -, be0 bc0, capacăţle de bareră ale celor două jocţu la polarzare ulă, elare, drbue, proporţoale cu arle jocţulor, de ordul pf au ma mc - E 0 cu: u, u eule de pe cele două jocţu U 0,U 0,, expoeţ cu valor îre 0, 3 ş, 5 -, îălţmle de bareră ale celor două jocţu coaele de mp de vaţă ale purăorlor morar î exce, τ p ş τ ş coaa de mp de ocare, τ, cu valor de ordul - capacăţle paraze ale coexulor, drbue ş elare. Avaajele comuaorulu cu TIP: - puere dpaă mcă î L cureţ de valoare mcă eu deermae de crcuul exeror - puere dpaă mcă î SAT eule pe jocţu de valoare mcă ş preczaă cureţ deermaţ de crcuul exeror Dezavaajele comuaorulu cu TIP: - comuarea d area de blocare î area de coducţe ş ver preupue deplaarea ue caăţ de arcă î (d) bază ş î (d) capacăţle paraze ceea ce preupue mp de comuare dferţ de zero

8 oţe OSEVAŢII. com câ ma mc: - be ş bc - mc câ ma mc ar ale jocţulor câ ma mc cu coecţele: - I, eb0 Icb0 foare mc ( < 0 A) τ, τ p, τ câ ma mc dopare cu Aur creşe recombarea î bază ş β la valor <50 - cade facorul de cure al razorulu 0 coceraţ de mpurăţ, N a ş N d câ ma mar I, eb0 Icb0 mc - deoarece I eb0 ee foare mc rezulă euea drecă bază emor la cureţ de ordul ma cu valor rdcae cu valoarea pcă 0,8V.. regmurle de lucru ale TIP pe caracercle ace: + V V SAT u E V Ea AN L V paa v E - blocare: =, egljabl - AN: 0 < 0 < a V VEa - SAT:, = a =. c omporarea razorulu î auraţe depde ş de. aav: - grad de auraţe: = - facor de upracomadă: = = Depedeţa V Ea de cureţ ş de emperaură: Ecuaţle Eber Moll: v = kt V T q E V vt e = e vt c = e. Ie e α Icc = E = + I I = α 0 e e c c 004 8

9 oţe Se elmă : Ic ( α0α ) c = ( α0 ) α0 e I α α = α + 0 Se elmă c : e( ) e ( ) ezulă: V V ezulă: V E = V = v = v T T V l + l + = v ( α0 ) α0 Ic ( α0α ) ( α ) + I ( α α ) e I l α vt l + v l T 0 Ie + 0 ( α0 ) Ic ( α0α ) ( α ) + ( α α ) ( α ) α0 = vt l ( α0 ) α α ( α ) 0 + α c Ea E T Ie α0 0 = a = β0 = =. β0 Dar: + ( α ) α0 β0 + β0( α ) Dec: VEa = vt l = v l T. α α α0 ( α0 ) β0, Dacă: creşe, V Ea cade Ex.: β 40 0 = = 5, α = 0, VEa = 0, 5V (egljabl, dar depede de cureţ ş de emperaură). 4. TIP ee comuaor elecroc comuare drecă L AN, SAT comuare veră AN, SAT L

10 oţe apolul rcue logce cu razoare bpolare.3. omuarea TIP.3.. Ecuaţle meode arc - e egrează ecuaţa de couae pe oaă lugmea baze rezulă: dq( ) Q( ) + = ( ) cu: d τ - () cureul de bază, coa au varabl, peru > 0 Q( ) - cureul de recombare d bază τ dq - varaţa arc d bază deermaă de aporul de purăor al d cureulu de bază ş daoră recombăr. Q Q - î regm aţoar, î AN: = = β0 = β0 τ τ - e preupue că ş î regm varabl e părează proporţoalaea: Q( ) = β0 ş rezulă: τ d + = d τ β0 β d τ ( ) + = β0 0 d - î auraţe: (0) Q E Q (w) w x (0) (0) w x (0) (0) Q Q w (w) - jecţe de purăor de la emor - fecţe de purăor de la colecor (polarza drec) - jecţe uplmeară de la emor peru meţerea coaă a cureulu de colecor, da de paa coceraţe de purăor ezulă: - arca de purăor jecaţ pâă la auraţe cpeă, Q - arca de purăor jecaţ î auraţe de ambele jocţu, Q Ecuaţle meode arc vor f: x 004 0

11 oţe dq( ) Q( ) + = d τ d - peru AN: au τ + = β0 Q( ) d = β0 τ dq Q Q + + = τ - peru SAT: d τ τ cu τ = + β0( γ ) = a ( τ ee coaa de mp de ocare, daă de relaţa ememprcă î care γ ee efceţa emorulu ş cu valor comparable cu ale lu τ )..3.. omuarea TIP Schema de comadă: K v v 0 v g K Grafcele mărmlor elecrce d crcu: 004

12 oţe a) comuarea drecă: a) mpul de îârzere: - chema echvaleă peru crcuul de rare V g c v () - varaţa eu pe baza razorulu după aplcarea alulu de eue de comadă: τ v ( ) = Vg e cu τ = cu: + =~ be + bc - e age euea de dechdere a TIP dacă v ( ) = VE0 rezulă: = l Vg + Vg V + E 0 = l + V V E0 g. a) mpul de creşere: Vg VE V V E g VE - e ableşe cureul de bază: = = - e aplcă meoda arc peru AN: dq( ) Q( ) + = cu codţa ţală: Q ( 0) = 0 ş rezulă: d τ = τ Q τ e = τ β0 e. - flueţa capacăţ de bareră a jocţu olecor-ază, bc : c bc bc 004

13 oţe dv = = bc bc (cureul care uţe acumularea de d arcă î bază, coform ecuaţe meode arc, fd cureul de bază deerma de crcuul exeror) dv d v = v = ( Vcc c ve ) = c d d d d ezulă: τ + = β 0 bcc au: d d d τ + = β0 cu: τ+=. d - e remarcă flueţa foare mare a celu de al dolea erme ş a lu β 0. Dec: τ τ Q( ) = τ e = β 0 e. Termarea comuăr drece: - î AN: peru ( cr ) = 0,9β 0 cr =,3τ (mare) ( cr ) = 0,9a cr = τ l - î SAT: peru 0,9a β0 β0 = = = cr =τ l - dar a a ş: 0,9. β0 τ - pr dezvolare î ere: cr 0,9. - e obervă: cr = cr ( τ, c, β0, bc ) - peru ca cr 0 ee ecear ca: β 0 câ ma mc, τ, bc câ ma mc, V c câ ma mc (coradcţe cu Pd = câ ma mcă). c Î couare, e acumulează arcă î bază: dq Q Q + + =, cu: d τ τ = Q ( 0) = 0. ezulă: ( ) τ Q = τ e 004 3

14 oţe ( ) = ( ) Q Q Q ( ) = τ =. b) comuarea veră - pâă la elmarea arc d bază, euea V E rămâe la valoarea de dechdere crcuul echvale: 0 V E - cureul de bază va f: V = E 0 (au b) elmarea arc uplmeare: dq Q Q + + =, 0 d τ τ τ ( + ) + τ ( + ) e, î fucţe de crcu) cu: Q 0) =τ ( ) ( Q = τ 0 0. La aularea arc, Q ( ) = 0, e obţe mpul de ocare: + 0 =τ l. comear. + 0 b) comuarea de la auraţa cpeă la blocare: d τ + = β00, cu: ( 0) = a = β0 d ezulă: τ β00 + β0( 0 + ) e = Se calculează mpul de cădere d codţa: : = + cad τ l. 0 ocluz: cd = + cr comear. = + c cad.3.3. Evarea răr î auraţe * elmare, dar meţere î aproperea regu de auraţe * crcu de reacţe egavă elară: 004 4

15 oţe +V cc c E D c c E c c M M u E m E V V cc Ea fucţoare: - peru <, D blocaă ş PSF, î AN, parcurge zoa M M - peru >, D dechă, e ableşe euea de eşre la valoarea: VoL = VD + E + VE E ş PSF, o î AN, parcurge zoa M M V E cureul de colecor e ableşe la valoarea: = α 0E = α 0 + c - euea E e mulează cu rezeţe au e poae folo o dodă Schoky:.3.4. omuarea verorulu cu TIP ş cu arcă capacvă * capacaea de arcă: - capacaea de rare a crcuelor comadae, - capacaea de eşre a crcuulu de comadă, - capacaea parază a coexulor - oae drbue ş elare * TIP ee codera comuaor deal (edealăţle lu îrăuăţec răpuul razoru al crcuulu) +V cc +V cc c c c v 0 v β 0 v

16 oţe - e ablec codţle ţale peru formele de udă - la aparţa mpululu de comadă (comuarea drecă): Vg VE VE - = TIP rămâe î AN (deoarece euea de colecor u poae cădea bruc d cauza capacăţ care u adme alur de eue), dec: = β0 - îcepe decărcarea capacăţ de arcă ş euea de eşre cade pre euea echvaleă β după legea: τ - v0 ) = V β0 + β0e ( cu: = c - comuarea drecă e ermă câd euea de eşre e aulează: v = după mpul (duraa froulu decrecăor): ( ) 0 0 f V Ea β c - f = c l 0 V, dacă β 0 c V β 0c V β 0 >> - pe duraa mpululu TIP ee aura dacă ee îdeplă codţa aeroară V echvaleă cu codţa: > =. β 0 c - la dparţa mpululu de comadă (comuarea veră) TIP e blochează ş capacaea de arcă e îcarcă după legea: - v = τ 0 V e + - duraa froulu crecăor: f =, 3 c >> f ocluz: - verorul decarcă repede o capacae de arcă dar o îcarcă greu τ 004 6

17 oţe - duraa froulu crecăor e poae mcşora pr mcşorarea rezeţe de colecor, dar creşe puerea dpaă ş creşe ş omuarea repeorulu pe emor cu arcă capacvă * e foloeşe î claă A ca eaj de adapare daoră performaţelor ale * e foloeşe ş ca u comuaor L-OND (la TTL) * TIP ee codera comuaor deal (edealăţle lu îrăuăţec răpuul razoru al crcuulu) * capacaea de arcă la fel ca î cazul aeror. * u e aurează. v V E e +V cc +V cc β 0 v0 f v V g v 0 V ec h c f + c (00) f - 0,V ec h v g e v 0 ec h V ec h v 0 () - codţ ţale: euea de eşre ee ulă - la aparţa mpululu (comuarea drecă), TIP e dechde î AN, euea de eşre îcepe ă creacă: Vg VE Vech - + Vech = c ( β0 + ), de ude: V - - ech = V = g + ech e β0 + V E + ( β0 + ) e 004 7

18 oţe - = v ech 0 V ech e. - duraa froulu crecăor: + - f =, 3 ech (mc). - la dparţa mpululu (comuarea veră), TIP e blochează ş capacaea de arcă e va decărca pre zero pr rezeţa d emor: e - v V e 0 ( ) = ech - duraa froulu decrecăor: + -, 3 >> f = e f ocluz: u repeor pe emor îcarcă repede o capacae de arcă dar o decarcă greu. * âlp oemc pr combaţa celor două crcue: + T repeor v 0 T veror 004 8