Ttl Dubbi Caratteristica Di Trasferimento

[marco88]

Ciao a tutti, è da un po' che non mi faccio sentire, spero l'andazzo vi vada bene

Lunedi ho esame di elettronica digitale ed ho alcuni dubbi sulla caratteristica di trasferimento dell'inverter TTL causati da diverse incongruenze tra il libro, gli appunti che mi hanno dato e cose trovate su internet.

Il circuito è questo http://wiki.analog.com/university/courses/electronics/electronics-lab-27 in figura 1.

noi lo studiamo sostituendo il bjt Q1 con due diodi, ma poiché il professore è ESTREMAMENTE puntiglioso, lo sto studiando anche con il bjt inserito e sto cercando di sapere il motivo di qualsiasi cosa, anche delle cose che potrebbero sembrare banali

allora la prima domanda è:

1)

nella regione 1 (da P1 a P2), nel circuito coi diodi, il transistor verrebbe in "regione attiva" visto che D1 è polarizzato direttamente e D2 inversamente, questa cosa è diversa dalla saturazione con il bjt, che è in saturazione. Come mai?

La risposta che mi sono dato è la seguente:

il bjt Q1 lavora in zona attiva per scaricare le capacità parassite di Q2 e Q3 (visto che se cariche avremo una tensione 2*Vgamma sul collettore) dopodichè passa in zona di saturazione, visto che la corrente di base di Q2 non puo "uscire" una volta finito il transitorio, ma solo entrare in base, allora se Q2 è interdetto, anche la corrente di collettore di Q1 è nulla, e poichè Ic=0 < beta*Ib allora siamo in saturazione. Ed in effetti pensandoci, quando con i diodi diciamo che D2 è OFF sappiamo solo che la sua tensione è minore di 0,7 ma non il valore esatto, quindi potrebbe essere che siamo ad un valore limite, molto vicino alla tensione di soglia e che quindi il "corrispondente bjt" del modello a diodi è in realtà in saturazione.

2)

L'altra domanda è: se dico al professore di studiare il circuito, sostituendo il transistor Q1 con il modello di ebers-moll, e sostituisco i due diodi senza mettere i due generatori dipendenti, è molto probabile che il prof mi chieda perché non li inserisco... Qualcuno saprebbe spiegarmi perchè? credo dipenda dall fatto che non stiamo considerando il transistor in condizioni di piccolo segnale, dico bene? volevo esserne sicuro

3) Altra domanda:

calcolando la Vout, sempre nella prima regione, esce fuori che il transistor Q3 è interdetto. Se Q3 è interdetto, e quindi la sua corrente di collettore è nulla, allora la corrente di emettitore di Q4 è anch'essa nulla.

Secondo il mio pensiero, il Q4 è interdetto, il problema però è dimostrarlo. in sostanza io devo dimostrare che se Ie4=0 anche Ic4=0 e ib4=0.
Inoltre la Vout= Vcc - 2 Vgamma dove le 2Vgamma sono le tensioni costanti della Vbe4 e del diodo. Questo negli appunti è spiegato inserendo un carico fittizio che poi viene fatto tendere ad infinito supposto Q4 in reg attiva. Quindi in conclusione, Q4 e D1 sono interdetti ma con la tensione ai capi uguali alla tensione di soglia ma si mantengono sempre sul limite sinistro, quindi la corrente è nulla e sono comunque interdetti.

Quello che ho capito invece è che se si considera Q4 in regione attiva, le cose hanno più senso in effetti, perchè se Ie4 = 0 visto che c'è un legame tra le altre correnti con il solo beta allora si dimostra subito che anche ib4=0 e ic4=0, questo implica che se Vout = Vcc - 2Vgamma la tensione ai capi della giunzione base emettitore di Q4 e ai capi del diodo è proprio 2*Vgamma quindi conferma che Q4 in zona attiva e D1 in conduzione. Il mio problema però, in questa versione è il seguente: io ho sempre concepito il bjt in regione attiva diretta quando la ib>0 , dal momento che io faccio ib= Ie/(b+1) = 0 perchè ie= 0 è come dire che il transistor è in regione attiva anche quando ib=0. Quindi sono io a sbagliare la condizione di regione attiva? puo essere il transistor in regione attiva anche con ib= 0? e di conseguenza avere ic=beta ib = 0?

alla fine il transistor Q4 è in interdizione o in regione attiva? o.O

altra cosa: se il bjt può essere in regione attiva anche quando ic= 0 perché implica ib=0 allora come fa il Q1 ad essere in saturazione? perchè non si mantiene in regione attiva anche dopo aver finito il transitorio?

spero di non essere stato troppo confusionario XD
un saluto a tuttti