Discussioni di carattere generale sull'elettronica analogica e digitale. Didattica e applicazioni pratiche.
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da scienziatone
#2625
Sono alle prese con l'inverter DTL, di cui allego lo schema elettrico. Non riesco a capire, per come spiega il libro, perchè per Vin = 0 deve essere D1 ON?

Grazie in anticipo a chi mi aiuterà spiegandomi più dettagliatamente la conduzione di D1 o meglio le due antitesi.
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DTL.JPG
D1_ON.JPG
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da banjoman
#2628
Sono quei ragionamenti per assurdo che io odio profondamente e che mandano in confusione molte persone.
Le due "antitesi", chiamiamole cosi', si propongono di verificare che in un siffatto circuito D1 non puo' essere interdetto.

D1, D2 e D3 siano tutti interdetti. Sono circuiti aperti. Non scorre corrente in RB. Se in RB non scorre corrente (e gia' qua molti si arenano) qual'e' la c.d.t. su RB? ZERO. Non ovviamente, perche' molti pensano alla similitudine in Rb non scorre corrente = circuito aperto. Resta da vedere come possa NON scorrere corrente in RB, ma tant'e'. Stiamo facendo appunto ipotesi per "assurdo", quindi va bene cosi'. (a me non tanto, ma questo e' un altro discorso :D ). Se la c.d.t. su RB e' zero, il potenziale di Vx e', come dice il libro, Vcc. Ma allora D1 conduce. Crollo della prima ipotesi (o antitesi o come cavolo volete chiamarla).

D1 e' interdetto ma D1 e D2 conducono. Se D1 e D2 conducono, allora in essi scorre corrente. Corrente che fluisce anche in R e nella base di Q1 (ovviamente ignoriamo come possa fluire corrente in D2 e D3 senza dar fastidio a D1, ma, ripeto, sono ipotesi per assurdo...). Allora la tensione di Vx varrebbe \(V_{D2} + V_{D3} + V_{BE1}\), sicuramente maggiore della tensione di soglia di D1, che quindi conduce. Crollo della seconda ipotesi. Da notare che il libro si dimentica del contributo di \(V_{BE1}\) ma fa lo stesso, bastano gia' le cadute su D2 e D3 a far crollare l'ipotesi. :mrgreen:

Quindi alla fine D1 conduce e quindi, ecc ecc...

Io l'avrei esaminato da un punto di vista diverso (e piu' realistico): assumendo che RB abbia un valore tale per cui in D1 scorra una corrente sufficiente a far si' che la tensione ai suoi capi valga i soliti 0,7V (Con Vi=0 beninteso), il transitor Q1 e' interdetto perche' 0,7 V non sono sufficienti a far entrare in conduzione D2,D3 e la giunzione base-emettitore. Fine.
Il libro non fa cenno al valore di RB. Invece conta eccome. Se RB e' molto alta, la corrente in D1 puo' non essere sufficiente a farlo entrare in conduzione. E allora tutti i voli pindarici precedenti vanno a farsi allegramente benedire.
Sembrano piccolezze, ma i circuiti reali non "ragionano" per ipotesi. Funzionano o non funzionano, a seconda dei valori dei valori dei componenti.
scienziatone ringraziano
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da scienziatone
#2632
Grazie Banjoman, adesso é un po' piú chiaro, ma ancora annaspo un pochino nel seguire tali ragionamenti.

Perchè se Vx = Vcc D1 conduce? La tensione ai capi di D1 è data da Vin + Vd1 - Vx = 0 => Vx = Vin + Vd1 essendo Vin = 0 => Vx = Vd1 => se Vx = Vcc allora ho Vd1 = Vcc.

Dalla teoria so che per un diodo valgono queste approssimazioni:

- se Vd < Vgamma = 0,7V => Id = 0 => D OFF
- se Id > 0 => Vd = Vgamma => D ON

in questo caso invece avrei Vd = Vcc = 5V, è plausibile avere questa tensione ai capi del diodo e ritenerlo ON?

Quindi, se mi venisse chiesto di calcolare la Vout per Vin = 0 di una DTL dovrei ipotizzare D1 ON, D2 e D3 OFF, Q1 OFF?
E dimostrarlo con tali ragionamenti per "assurdo"?
E se avessi Vin = 1V? Oppure Vin = 2 V?

Grazie in anticipo Bangoman :)
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da banjoman
#2633
scienziatone ha scritto:
Dalla teoria so che per un diodo valgono queste approssimazioni:

- se Vd < Vgamma = 0,7V => Id = 0 => D OFF
- se Id > 0 => Vd = Vgamma => D ON

in questo caso invece avrei Vd = Vcc = 5V, è plausibile avere questa tensione ai capi del diodo e ritenerlo ON?


Ho come l'impressione che tu non distingua bene tra il concetto di caduta di tensione ai capi di... e tensione applicata ai capi di...

Questa e' la curva caratteristica di un diodo:
CaratteristicaDiodo.jpg
CaratteristicaDiodo.jpg (12.72 KiB) Visto 1214 volte

Ora, possiamo ragionare sul grafico in due modi differenti:

1) Nel diodo scorre una certa corrente (imposta, causata, provocata dal resto del circuito che gli sta attorno): si legge il valore della caduta di tensione ai suoi capi corrispondente, sull'asse orizzontale.

2) Gli imponiamo NOI una tensione (ad esempio attaccandogli una pila, un alimentatore, insomma un generatore di tensione). Allora il diodo sara' percorso da una corrente desumibile dall'asse verticale. A una certa tensione applicata al diodo, corrisponde una certa corrente che lo attraversa.

Dal grafico si vede gia' subito che, per tensioni applicate al diodo oltre il valore di soglia, la corrente aumenta bruscamente e la curva ha una pendenza elevata. Collegare ad esempio il diodo a un generatore di 2V significa fargli scorrere (nel diodo) una corrente di svariate centinaia di mA. Il diodo molto probabilmente scaldea' troppo e alla fine si brucera'. Per limitare tale corrente si mette una resistenza in serie. A questo punto la corrente assumera' valori piu' ragionevoli, diciamo da qualche mA a qualche decina di mA.
La cosa interessante e' che, a causa dell'elevata pendenza della curva caratteristica, la caduta di tensione ai capi del diodo, pur la corrente variando anche molto, varia poco. Talmente poco che in genere si preferisce assumerla costante e pari a circa 0,7V.

Ritornando al caso 1), possiamo desumere che se noi pilotiamo il diodo in corrente anziche' in tensione (gli applichiamo cioe' un generatore di corrente ai suoi capi, in un certo intervallo di funzionamento, diciamo tra \(V\gamma\) e fino a un decimo della corrente massima sopportabile da quel particolare diodo, la tenione ai suoi capi varia poco, e la si considera quasi costante e pari a 0,7V.

Detto tutto cio', cosa si puo' concludere? Che occorre distinguere tra due casi.
Un diodo, posto in un quaslsiasi circuito, lo si puo' pensare attraversato da una corrente ignota. Allora la c.d.t. ai suoi capi vale 0,7V, sempre, se il diodo e' in conduzione.
Oppure a un diodo viene applicata (ripeto applicata da NOI, da una parte del circuito esterno) una tensione ignota, purche' superiore a \(V\gamma\). Allora il diodo sicuramente condurra'. Ma non possiamo piu' dire che la tensione ai suoi capi e' 0,7V, perche' gliela stiamo imponendo noi. Casomai otterremo che esso sara' percorso da una corrente piu' o meno intensa, col rischio di bruciarsi se la tensione che gli viene applicata e' troppo alta.

Lo stesso identico ragionamento si applica ai transistor, nei riguardi della giunzione base-emettitore: se il bjt e' attivo (saturo o meno, non importa) perche' gli stiamo iniettando un po' di corrente in base, allora la c.d.t. ai capi di B e E vale circa 0,7V, piu' o meno costante.
Ma se NOI variamo la VBE tramite un generatore esterno, la VBE la imponiamo NOI, e a variare sara' la corrente, e di brutto anche ( sempre a causa dell'elevata pendenza della curva caratteristica di una giunzione PN).
Questo spiega perhe' i bjt si pilotano sempre in corrente e mai in tensione: pochi mV di variazione sulla tensione base-emettitore causerebbero grandi e probabilmente eccessive variazioni nella corrente di base (e di conseguenza anche nella corrente di collettore),

Quindi la risposta alla tua domanda e' SI. Con 5V il diodo conduce. Ma molto probabilmente si brucera' quasi subito. Pero' non devi preoccuparti di cio' perche' sono solo ragionamenti teorici, per assurdo. L'importante e' che il diodo conduca, no? ;)
scienziatone ringraziano
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da scienziatone
#2634
Chiarissimo banjoman ;) grazie :) quindi per Vin = 0 assodato che D1 ON, D2, D3 e Q1 OFF e Vout = Vcc.
Per Vin = 1V e per Vin = 2V provo a ragionare in modo simile?
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da banjoman
#2639
scienziatone ha scritto:Chiarissimo banjoman ;) grazie :) quindi per Vin = 0 assodato che D1 ON, D2, D3 e Q1 OFF e Vout = Vcc.
Per Vin = 1V e per Vin = 2V provo a ragionare in modo simile?


SI.
Pero' consentimi una curiosita': trattandosi di una porta logica, perche' non analizzi semplicemente i casi di vin=0 logico e Vin= 1 logico? (che dovrebbe essere in genere Vcc)?
E' proprio indispensabile analizzare tutte le tensioni d'ingresso possibili? A che pro?
Al massimo posso concepire il calcolo della Vin minima affinche' un segnale in ingresso sia riconosciuto come "1" logico.
Oppure la tensione massima affinche' un segnale in ingresso sia riconosciuto come "0" logico.
Ma andare cosi' per esperimenti e tentativi non mi pare molto sensato. ;)

Se vuoi un consiglio, a meno che il prof non abbia chiaramente spiegato come procedere nei casi diversi da "0" logico e "1" logico, eviterei di addentrarmi troppo. Rischi poi che il prof, vedendo che sai l'argomento cosi' "bene", ti freghi. Non so se mi spiego... ;)
scienziatone ringraziano
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da scienziatone
#2642
Ciao banjoman, ho chiesto i comportamenti per Vin = 1V e Vin = 2V perché il prof. fa la domnda esplicita e chiede di risolvere come esercizio:

"Data una DTL calcolare Vout per Vin = 2V"

Come ci si comporta con questa specifica tensione d'ingresso?

Grazie in anticipo :)
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da scienziatone
#2654
Ciao banjoman, in questo esercizio, non sto riuscendo a venire a capo quando ho Vin = 2V.

Le ipotesi che faccio, con tale tensione di ingresso, sono:
D1 OFF => Va - Vin = Vd1 < Vgamma, Id1 = 0
D2, D3 ON => Vab = Va - Vb = 2Vgamma = 1.4V, Id2 >0
Q2 in saturazione => Ib>0, Ic>0, Ic < Beta*Ib, Vbe = Vbon, Vce = Vcesat

Vout = Vcesat

è corretto? Puoi provare a sviluppare il conto anche tu per vedere se ci ritroviamo sulle stesse conclusioni?

Grazie :)
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