[banjoman]

Si', per zona lineare intendo la regione attiva diretta come dici tu.
D'altronde proprio il grafico che alleghi lo mostra chiaramente

Quel grafico mostra chiaramente la regione attiva: il tratto rettilineo compreso tra i due ginocchi. Quindi per 0,8 V il bjt inizia a entrare in zona lineare ( e inizierebbe a funzionare come amplificatore per piccoli segnali anziche' come switch a logica saturata).
Pero' scusami, ma non capisco tutta questa tua fissazione sui "confini" incerti di funzionamento di un RTL

Che corso stai seguendo? E che libro usi?

[scienziatone]

Ok, ci sono sul ragionamento che hai esposto. Adesso volevo provare nella pratica cosa accade.
Quindi disegno il circuito, scrivo accanto i vari parametri e voglio calcolare la Vout per Vin = 0,8V.
Ipotizzo quindi Q1 in regione attiva diretta e Q2 in saturazione (dato che l'uscita di Q1 cinsiuderandolo in regione attiva è comunque maggiore di Vgamma = 0,7V e dunque Q2 riceve in ingresso una tensione Vbe2 > Vgamma).
Tuttavia incontro difficoltà nell'arrivare a dimostrare le condizioni che dovrebbero confermarmi Q1 in regione attiva, ovvero, dimostro che Ib1 > 0 con la legge alla maglia d'ingresso del primo inverter ma poi non sto riuscendo a capire come comportarmi per dimostrare che Vce1 > Vcesat, come dev'essere nella regione attiva. Come devo ricavare Vce1?
Avevo pensato di scrivere l'equazione alla maglia d'uscita del primo inverter, come vedi al terzultimo passaggio, ma poi per il calcolo della Irc1, mi blocco perchè non riesco a capire come determinare la Ib2.

Grazie in anticipo

P.S. si tratta del corso di Elettronica Dei Sistemi Digitali e il mio libro è il Paolo Spirito - Elettronica Digitale.

[scienziatone]

Ho ragionato ancora un pò e sono arrivato a queste conclusioni, concordi oppure ho commesso errori?


grazie banjoman

[banjoman]

Ti rispondo con calma stasera. Comunque hai fatto un guazzabuglio da far venire mal di testa
Sostanzialmente hai scoperto che effettivamente con una Vin di 0,8V Q1 satura ancora e quindi tutto come al solito.
Il punto cruciale a questo punto e': qual'e' il valore minimo di Vin tale per cui q1 satura? La risposta a questa domanda non e' banale, ma a questo punto vorrei capire se effettivamente nel tuo corso questi argomenti siano stati trattati cosi' in dettaglio oppure se sia solo una tua curiosita'.
Ad ogni modo stasera scrivero' con calma le formulette magiche e spieghero' il trucco.
Comunque sia, se al tuo circuito si applica l'analisi classica per il calcolo della polarizzazione (assumendo cioe' che i due bjt siano in zona lineare), salta subito fuori un valore di \(I_{B2}\) negativo (come e' accaduto anche a te).
Cio' significa molto semplicemente (e l'avevo gia' fatto notare in precedenza) che la tensione sul collettore di Q1 e' minore di \(V_{BE2}\). E questo risulta ovvio se consideri che la corrente di collettore su Q1 sarebbe (dico sarebbe, perche' in realta' non riesce a raggiungere quel valore) di 5mA.
5mA su 1 kohm danno una c.d.t. di 5V: il collettore di Q1 sarebbe praticamente a potenziale zero.

In pratica (come vedremo), per polarizzare il bjt in zona lineare ma non in saturazione, bastano poche decine di mV sopra la \(V_\gamma\). E' ovvio che nessuno polarizzerebbe un transistor in zona attiva con quel metodo. Poche decine di mV fanno variare grandemente la corrente di collettore (dato che il transisto amplifica la corrente di base).

Oltre ai circuiti digitali, avevte fatto anche i circuiti analogici classici? Che corso di studi stai seguendo? Ingegneria elettronica? Analogica, circuitale, o cos'altro?

[scienziatone]

Ciao banjoman, con Vin = 0,8 V dai calcoli fatti ho verificato che, a meno di errori, è Q1 in regione attiva diretta e Q2 OFF.
Secondo te invece per Vin = 0,8 V Q1 è in saturazione e Q2 OFF?

Attendo tue ulteriori delucidazioni, quando ti sarà possibile, perché stavolta non riesco a seguire.

[banjoman]

Immagina che Q2 non ci sia proprio. Cancellalo.
Se Vin = 0,8 V Q1 satura oppure no, secondo te?

[scienziatone]

Dunque, considero solo Q1 con Vin = 0,8 V > Vgamma = 0,7V, quindi é intanto sicuramente acceso. Poi per dire se é in saturazione non devo verificare che Ib1 > 0 e Ic1 < Beta*Ib1?
Io ho iniziato ipotizzandolo in regione attiva diretta ed ho verificato che Ib1 > 0 e Vce1 > Vcesat. Forse ci son arrivato sbagliando i conti?

Grazie.

[banjoman]

Stiamo calcolando il punto di lavoro di un bjt.
Abbiamo stabilito che \(I_B = 0,1 mA\). E fin qua ci siamo.
Ricordiamo che il punto di lavoro di un bjt e' individuato dai valori \(I_B, I_C, V_{CE}\).

Ora scriviamo la solita equazione alla maglia di uscita:
$$V_{CC} = V_{CE} + R_C I_C$$
Si ricava che
$$V_{CE} = {V_{CC} - R_C I_C} = 5 -1\cdot 0.1\cdot 50 = 0$$
E' ovvio che \(V_{CE}\) non puo' scendere al disotto un valore limite (la \(V_{CEsat}\)). Significa quindi che il transistor e' saturato.La \(V_{CE}\) assumera' il valore limite \(V_{CEsat}\).E quindi la \(I_C\) non sara' di 5 mA ma un pochino di meno (a causa della \(V_CE\) che in realta' non e' zero).
E quindi, come dici tu, \(I_C<\beta I_B\).

[scienziatone]

Scusami banjoman, ancora non ci arrivo, questo vale se Q2 non lo considero. Ma avendo Q2 collegato in cascata non ho che Ic1 = Irc1 - Ib2?

Almeno che Q2 non sia OFF, ma devo comunque dimostrarlo che sia OFF, ovvero devo arrivare a dimostrare che Vbe2 < Vgamma?

Quando ti è possibile puoi spiegarmi tutti i passaggi con le relative indicazioni sul circuito?


Grazie in anticipo

[banjoman]

Sto riguardando i passaggi del tuo ultimo allegato.Va tutto bene, ma non capisco se una tale analisi sia richiesta dall'esercizio oppure no. Come ti e' stato spiegato, nei circuiti logici si assume sempre che un bjt sia saturato o interdetto, e si confrontano le varie combinazioni di ipotesi. Palloso, ma non c'e' altro modo.

Se si vuole vedere cosa succede al limite, ovvero quando la tensione di ingresso e', come nel tuo caso di 0,8 V, occorre tenere conto di una terza condizione, quella di funzionamento in zona attiva. Va tutto benissimo, sennonche' c'e' da farsi venire il mal di testa e secondo me e' un modo perverso di procedere.

Io sono un analogico puro. Ovvero studio i circuiti in linearita'. Quindi ragiono in maniera differente da te.
Pero' quando incontro dei circuiti logici come quelli da te esposti, li analizzo trattandoli sempre come se fossero in linearita'. Ovvero io li tratto in maniera generalizzata. Se, e quando, saltano fuori risultati assurdi, li analizzo come casi a parte. Concludo ad esempio che per 0,8V il transistor Q1 conduce e Q2 e' interdetto.

Se anche tu trovi che \(I_{B2}<0\) non ti viene ovvio concludere che Q2 e' interdetto?
Se Q2 e' interdetto, quanto vale in realta' I_{B2}? ZERO.
Se Q2 e' interdetto, quanto vale la corrente in \(R_{C1}\)? Vale \(\beta I_{B1}\) e basta.

I calcoli successivi che tu fai, per calcolare la \(V_{CE1}\) non hanno senso. Non puoi usare nei calcoli la \(V_\gamma\) e al tempo stesso assumere Q2 interdetto, lo scrivi tu stesso nell'allegato, se assumi Q2 saturo ti esce una \(I_{B2}\) negativa!.
Se Q2 e' interdetto, non c'e' passaggio di corrente in base, e non c'e' nessuna \(V_\gamma\).

Lascia perdere per il momento il caso particolare di Vin=0,8V. Va bene lavorare come hai fatto tu nel primo allegato, assumento alternativamente Q1 ON, Q2 OFF e via dicendo.

Il caso particolare si risolve chiedendosi: qual'e' il valore minimo di Vin per cui Q1 e' sicuramente saturo. Questo serve, e non altro.
Ma questo te lo spieghero' solo se sei convinto e hai capito (spero!) quello che ho scritto fin qua.
Il vostro prof ha trattato questo caso limite degli 0,8V? Secondo me no. Proprio per non incasinare ulteriormente la faccenda.