ELETTRONICA II Prof. Dante Del Corso - Politecnico di Torino Gruppo B: Famiglie logiche Lezione n. 7 - B - 3: Esempi di circuiti logici Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 1-01/11/97
Metodo del fan-in/fan-out Normalizzando le correnti rispetto alla corrente di ingresso, la capacita di pilotaggio diventa un numero puro: fan-out questo rapporto puo essere diverso nello stato alto e in quello basso; il rapporto piu basso indica il numero di ingressi della stessa famiglia pilotabili (fan-out) Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 2-01/11/97
Esempio (famiglia TTL-LS) I IL = 0,36 ma I IH = 0,02 ma I OL = 8 ma I OH = 0,4 ma Calcolo del fan-out: uscita bassa: I OL /I IL = 22 uscita alta: I OH /I IH = 20 Ad ogni uscita sono collegabili 20 ingressi (sempre TTL-LS): fan-out = 20 Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 3-01/11/97
Carichi misti Se ad una uscita sono collegate porte di famiglie diverse la verifica del carico statico si puo fare: Calcolando le correnti totali nello stato alto e in quello basso; Normalizzando tutte le correnti rispetto ad un valore prefissato, ed esprimendo con questa unita sia il peso di ciascun ingresso che la capacita di pilotaggio delle uscite Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 4-01/11/97
Tabella dei carichi normalizzati Una tabella di correnti di ingresso e di uscita normalizzate e presente nel Nicoud nel Cap. 1.2 (Fig. 1.7). In questo caso il rapporto dei coefficenti normalizzati uscita/ingresso indica il numero di carichi pilotabili. La tabella contiene anche altre informazioni. Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 5-01/11/97
Famiglie logiche 3 Definizione di famiglia logica Circuiti logici bipolari e MOS Interfacciamento statico Definizione di fan-out Esempi di circuiti reali Invertitori logici Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 6-01/11/97
Riferimenti al testo Millman-Grabel: Cap. 6: Basic logic circuits 6.15: Comparison of logic families Nicoud: Cap. 1.5: Realizzazioni fisiche Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 7-01/11/97
Circuito Dual-In-Line (DIL) Contenitore (plastico) Tacca di riferimento piedini zoccolo o circuito stampato piedino num. 1 Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 8-01/11/97
Chip e contenitori Piastrine di silicio Da 1 x 1 a 5 x 5, 10 x 10, 20 x 20 mm. Nicoud, fig. 1.24 Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 9-01/11/97
Famiglie logiche 3 Definizione di famiglia logica Circuiti logici bipolari e MOS Interfacciamento statico Definizione di fan-out Esempi di circuiti reali Invertitori logici Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 10-01/11/97
Esempi di porte logiche Caso piu semplice: invertitori Invertitore NMOS Invertitore CMOS Invertitore TTL Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 11-01/11/97
Invertitore logico NMOS V AL R L V IN = 0: I D = 0: V GS < V T V OUT = V AL V IN G V GS D I D S V OUT V IN = V AL : V GS > V T V DS = 0: V OUT = 0 Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 12-01/11/97
Invertitore NMOS V DD R D R D R D D I D D D V I G V GS S V O S V OH S V OL Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 13-01/11/97
V DD R D V O V OH I D D I D V OL V GS G V IL V IH V I V GS S V O V I V O Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 14-01/11/97
Invertitore con carico attivo La resistenza di carico puo essere realizzata con un transistore MOS. V DD D I D G V I V GS S V O Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 15-01/11/97
Invertitore CMOS V GSp S V DD I D D I D V GSp V I V GSn S V O V IL V IH V GSn Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 16-01/11/97
Invertitore CMOS i due MOS sono usati come interruttori comandati dalla tensione di ingresso un MOS conduce se V GS > V TH (in modulo), non conduce se V GS = 0 per V I < V IL, V GSn = 0 e V GSp = V DD : conduce il MOS a canale P per V I > V IH, V GSp = 0 e V GSn = V DD : conduce il MOS a canale N Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 17-01/11/97
Schema semplificato di invertitore TTL V CC R B R C Q 1 Q 2 V I D V O (Nel circuito reale: D e un transistore) Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 18-01/11/97
Invertitore TTL - ingresso basso L ingresso a livello basso devia la corrente in R B verso massa; Q 2 rimane in interdizione R B Q 1 Q 2 R C V CC V IL D V OH Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 19-01/11/97
Invertitore TTL - ingresso alto Con ingresso a livello alto, la corrente in R B scorre nel collettore di Q 1 e porta Q 2 in conduzione R B R C V CC Q 1 Q 2 V IH D V OL Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 20-01/11/97
Riepilogo invertitori Invertitore N-MOS (RTL): resistenza - interruttore Invertitore C-MOS: due interruttori Invertitore TTL: deviatore di corrente Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 21-01/11/97
Esercizio Determinare il numero di porte pilotabili in presenza di un altro carico (LED) Elettronica II - Dante Del Corso - Gruppo B - 7 n. 22-01/11/97