Bramka NAND na TTL - niepodłączone wejścia

Jesli jesteś początkującym elektronikiem, to tu z pewnością znajdziesz pomoc. Miejsce dobre do dyskusji nad podstawami elektroniki w zakresie teorii i praktyki.
ODPOWIEDZ
Infornografik
-
Posty: 2
Rejestracja: 06 lis 2013, 18:43
Lokalizacja: W-wa

Bramka NAND na TTL - niepodłączone wejścia

Post autor: Infornografik » 06 lis 2013, 19:49

Witam. Mam pewną zagwostkę układową i byłbym wdzięczny gdyby ktoś poratował mnie odpowiedzią.

Zacząłem czytać książkę P. Góreckiego pt. "Układy cyfrowe. Pierwsze kroki.", w której to przedstawił schemat oraz analizę bramki NAND z układu 7400:

Obrazek

M.in. przeprowadził on analizę układu wtedy, kiedy wejścia są niepodłączone. Z ciekawości sam zanalizowałem ten układ i wszystko wyszło tak samo poza jednym szczegółem - wartością potencjałów na wejściach układu (kiedy nie są podłączone). W takim stanie założyłem, że T1 jest w stanie aktywnym inwersyjnym, gdyż przewodzi złącze B-C, a przez złącze E-B nie płynie żaden prąd. Tymczasem autor napisał:
Bardzo istotna jest informacja, jakie jest napięcie na wejściach, gdy są one "zawieszone w powietrzu" lub gdy między wejścia a masę jest włączona b. duża rezystancja?

Popatrz jeszcze raz na rysunek. Na bazie przewodzącego tranzystora T4, napięcie wynosi ok. 0,7 V. Tranzystor T2 też przewodzi, więc na jego bazie napięcie wynosi około 1,4 V (w stosunku do masy). Przez złącze baza-emiter tranzystora T1 też płynie prąd, więc na bazie T1 napięcie będzie o następne 0,7 V wyższe, czyli wyniesie około 2,1 V. Teraz jest jasne, że woltomierz dołączony między niepodłączone wejścia, a masę wskaże około 1,4...1,5 V.
Co prawda w mojej analizie na bazie T1 też jest 2,1 V, ale wynika to z tego, że złącze baza-kolektor przewodzi. Natomiast potencjał na wejściu (nie płynie żaden prąd) może wynosić od 2,1 V do 1,7 V (zakładając że nawet przy UBE=0,4 V T1 nie przewodzi).

Wrzuciłem ten układ do LTSpice i faktycznie na wejściu jest potencjał 1,4 V, co by oznaczało, że tak naprawdę T1 jest w stanie nasycenia (oba złącza są spolaryzowane w kierunku przewodzenia), choć prąd emitera jest ewidentnie równy zero, a cały prąd bazy T1 płynie przez kolektor do bazy T2.

Stąd moje pytanie - dlaczego tak jest? Gdyby, ktoś mnie oświecił co jest nie tak w moim rozumowaniu, byłbym bardzo wdzięczny :)

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 07 lis 2013, 10:27

Napięcie na emiterze jest równe te 1.4V przez to że T1 pracuje w inwersji.
Czyli teraz to kolektor "zwiera" się z emiterem przez "ciężką" bazę.
Takie jest moje przypuszczenie.

gomarko
-
Posty: 71
Rejestracja: 13 paź 2010, 21:20
Lokalizacja: Konin

Post autor: gomarko » 08 lis 2013, 9:21

Moim zdaniem powinno być tak:
(wprowadzone zmiany wyróżnione pogrubioną czcionką)
Cytat:
Bardzo istotna jest informacja, jakie jest napięcie na wejściach, gdy są one "zawieszone w powietrzu" lub gdy między wejścia a masę jest włączona b. duża rezystancja?

Popatrz jeszcze raz na rysunek. Na bazie przewodzącego tranzystora T4, napięcie wynosi ok. 0,7 V. Tranzystor T2 też przewodzi, więc na jego bazie napięcie wynosi około 1,4 V (w stosunku do masy). Przez złącze baza-kolektor tranzystora T1 też płynie prąd, więc na bazie T1 napięcie będzie o następne 0,7 V wyższe, czyli wyniesie około 2,1 V. Teraz jest jasne, że woltomierz dołączony między niepodłączone wejścia, a masę wskaże około 1,4...1,5 V ze względu na spadek napięcia na złączu baza-emiter tranzystora T1 .
Twoja analiza jest słuszna. Z małą uwagą. Tranzystor T1 nie jest nasycony.
Bez prądu emitera zachowuje się jak "osobne" diody.
Możesz w symulacji wstawić diody zamiast tranzystora T1. Spadki napięć będą praktycznie identyczne jak z tranzystorem.
Załączniki
bramka TTL.gif
(5.38 KiB) Pobrany 2770 razy

Infornografik
-
Posty: 2
Rejestracja: 06 lis 2013, 18:43
Lokalizacja: W-wa

Post autor: Infornografik » 13 lis 2013, 12:16

Bardzo dziękuję za odzew w tym temacie :)

Wniosek się nasuwa jeden - muszę więcej poczytać i poeksperymentować w temacie tranzystora pracującego w stanie inwersji.

Tym co mnie najbardziej zdezorientowało był spadek napięcia na złączu baza-emiter przy jednoczesnym braku jakiegokolwiek prądu wpływającego do emitera. Wydaje się być sensownym, że potencjał 1,4 V na emiterze wynika z faktu zwarcia emitera z kolektorem o czym wspomniał Jony130, a sam spadek napięcia na złączu B-E jest, niejako, tego skutkiem.

W każdym razie dziękuję za odzew i wyruszam w świat szukać informacji :)

ODPOWIEDZ