Lelettroni
elettronictensioneplelettroni(predetermbinario: "ariferisce al'AND,l'ORAlcuni comsfruttandosonosemplacorrenteenergiada
Ilsemicondsilicio (Si),tetraedricapiesternoun semicofondamentnuclei atoelettroni(mvalenza(Bddella tempambiente(deilivellie
TEOR
calascienaanalogicapuassumeica digitaleminatiefinialto"o "bassegnalibin
ReilNOT.mponenti po diverse capreutilizzatesoltantosellesterno(e
duttoreintrformatodaa (bipiramidoeconognonduttore,tali: la banmici e la bmapossonodV)ebandaperatura. P(27C),cirenergeticide
IADIF
Elettr
nzadelconta:sioccupareunquals: tratta deti)"legittimsso" che sonari che in
possono esaratteristichtiparticolaretrattatiines.calore,l
rinseco(cioaunaripetdale).Latonunodiessdalla teorida di valenbanda di cootransireinadiconduzer il siliciorca1.12eVellaBdVed
FONDA
L
ronicaAntrollodeglidicircuitiiiasivaloreiei segnali emi"ditensioono associagenere ven
ssere utilizzhe (es.MOrimaterialiunmodopuce).
Fisicadeopuro,sentizioneperiomodelsilicipucrearea delle banza, a bassonduzione,nessaseopione(BdC), allo zero.EssorapdellaBdC:
AMENT
EZIONEnalogica
elettroni.Encuiisegnnundatoiselettrici cheone,conventiai valoringono sotto
zati sia inOSFET). In edettisemicparticolaree
eisemiconzaaggiuntiodicanellocio tetraveunlegamnde sappiaso livello enad alto liv
pportunamcaratterisassoluto,
ppresentato
TIDIEL1:Introdussasidividenalivarianostanteditee possonozionalmentlogici "verooposti aop
ambito anelettronica,conduttori,emigliorano
onduttor
idialtrespspaziodiu
valente,cioecovalenteamo che esnergetico, ivello energenteeccitasticanotadi di circa 1oneldiagra
LETTRO
uzioneeinduebraneltempompo;assumereteduevaloro"e "falso"perazioni lo
nalogico choltre ai cochiamaticoolalorocon
iecieatomicunasingolahaquattreconunaltsso presenn cui gli elgetico, in cti).Ilgapeniognimate1.17 eV,mmmaaban
ONICA
anche:inmodoco
soltanto alriutilizzand". Inquestoogichebool
he in quelonduttori tosperchnducibilits
che)pereccunitmonroelettronitroatomo.nta due tiplettroni soncui non sonnergeticotrrialeevaria
mentre, a tende,utilepe
1
ontinuoela
lcuni valorioilsistemao caso ci sieane come
lo digitale,tradizionali,conduconosericevono
cellenzailnocristallinainelguscioDatochei di bandeno legati aino presentirabandadiaasecondaemperaturaerlostudio
1
a
iaie
,,oo
laoeiiiaao
2
Glielettronipossonoesisteresolamente in livellienergeticicon o ,mai in livellicompresinelgapenergetico.SesitrovanoinBdV,essisarannolegatiainucleiatomici,mentre,sesi trovano in BdC, si comportano come cariche libere (U=0). Normalmente, ad una certatemperatura,lenergiainvarianteseconsideriamovaripuntichegiaccionosuunarettaparallelaallasse x.QuandounelettronedellaBdVeccitatoadesempio termicamente,essoacquisisceunenergiasufficienteperpassareinBdCediventareunacaricalibera.Inquestocasosilibererunposto (legame) nella BdV che potr essere riempito da un altro elettrone.Questa vacanzaelettronicaviene chiamata lacuna (indicataconh+)e si comportaai finimatematicie statisticicomeunportatoredicaricaugualeedoppostaallelettrone.Perfacilitareiconcetti,siconsidererla lacuna alla stregua di una carica libera dimuoversi nella BdV, anche se, potendo spostarsisolamenteconlarotturaelaformazionedilegami,avrmenomotilitrispettoallelettronenellaBdC (lovedremomegliopiavanti).Trattiamooradella Leggedazionedimassa, scopertadaEinstein e validaperogni semiconduttore:datoun semiconduttore intrinseco (nondrogato) inequilibriotermodinamico(senzalapresenzadienergieesternequalilad.d.p.,ilcaloreolaluce),indicandocon laconcentrazionedielettroni inBdCecon laconcentrazionedi lacune inBdV,allorarisulta ,doverappresenta laconcentrazionediportatori intrinsecaeduna costante nota del semiconduttore . Per un semiconduttoreintrinseco .Unsemiconduttoreintrinsecodipersuncattivoconduttoredicorrente;quindi,perrenderepossibileilsuoutilizzonecessariodrogarlo(aggiungerecioimpurezze)permigliorarnelaconducibilit.Esistonoduetipididrogaggio:ildrogaggion(ndoping)adonatorieildrogaggiop (pdoping)adaccettori. Ilprimo consistenellinserire specieatomichepentavalenti(conunelettrone inpinelgusciopiesternorispettoalsilicio),tra lequali lapiutilizzata ilfosforo(P).Unaltroelementosarebbelarsenico,ma,datalasuatossicit,preferibileevitarlo.Ildrogaggio p, invece, consiste nellimmettere, almomento della fabbricazione, specie atomichetrivalenti(conunelettroneinmenorispettoalSi)qualiilBoro(B)oilGallio(Ga).NelprimocasovieneaumentatoilnumerodielettroninellaBdC,mentrenelsecondoquellodilacuneinBdV.Seindichiamocon ilnumerodiatomidifosforopercentimetrocubicoecon quellodiatomidiBoro,alloraavremoche .Esaminiamoorailcasondoping:inquestasituazione 0 quindilequazionesiriducea .Tipicamente ~10.Datoche losi
scegliealmomentodellafabbricazione,notoassiemea;inquestomodopossibilecalcolarep:
.Analogamenteaccadaneldrogaggioditipop,mainquelcasosonomoltodipile
lacuneinBdVcheglielettroniinBdC.Inentrambiicasisidicechelaconduzioneunipolare,ciocheavvienequasiesclusivamentetramiteelettroni(ndoping)olacune(pdoping).
LEZIONE2
Datoun livelloenergeticoarbitrario,qual ladistribuzionedielettroniperquesto livello?AquestadomandarispondelastatisticadiFermiDiracgrazieallafunzione
,dove lenergiadiFermiperunsemiconduttoreintrinsecoelacostantediBoltzmann.Comepossibilenotaredalgrafico, corrispondeallivelloenergeticomediotra ed.
AT=0,tuttsispiegaqBdC? E popresenti; ininfine, Consideria
pdoping,rappresentpiprobab
Perildroga
In condiz p) abbia drogaton
tiglielettrouestofattoossibile pernfatti, inqu : moorailcla distributalenergiabilitditrov
aggioditipo
zioni intrin
amo:
. An
nsiha:
nisonoinBo,datochearch questauestocaso, 1, infasoincuiiuzione di pdiFermidvareelettro
opilco
nseche sa
nalogament
BdV,infattiabbiamoafa distribuziladensitatti cersemicondu
probabilitelsemicondniinBdCch
ontrario.
ppiamo ch
e sostitte per p:
: ffermatochione non tinullae ilrta la prouttorisianodi FermiDduttoreestheinBdVe
he ;mentretuendo
0,enonposiene contoprodottotobabilit didrogati.SiaDirac diventrinseco.Selenergiadi
, deper semic dalla for . Ad e
mase ssibiletrovadella dens
tra ladensiti trovareacheparlianta ildrogaggiFermisar
di conseguconduttoriemula preceesempio, pe
: areelettronsit di statite elettronimodindo
oditipopivicinaa
uenza abbestrinseci (sedente aber un semi
3
,comenitraBdVei energeticizero.Se,nello BdV.opingchedi, dove n,cisarallaBdC.
biamo chesia n chebiamo checonduttore
3
eei,.i
e eee
Se vogliam
Parliamooha ilfenomnegativo.Lcomesegulaconcemobilit eEssendonodel semicinutilizzabilequazionepdoping d( 2.5potendosisodiffusionediunsemipercorreredellafacciaCiimplicaapprossimdiffusione,
secondocodirezione dellacorrechiamanopresentisuche 2
mo calcolare
.Si
oradellapomenodidrLadensitdue: entrazionedelettrica deotituttiiteonduttoreili in elettre diventadiventa 3, rismuovere slounodeidatodconduttoreeuncertoasucuisonacheNAoNativamente,ovverosiaontributo(ddella co
entedielettcoefficient
uunatabel2.5/3.
e la differeprocedeanolarizzazionrift(derivadicorrente||e diportatoriegli elettroerminidelleintrinseco
ronica). Div | || sulta: s solo suglioduecontribdalgradienevengonos(liberocamnostatispaNDnonsonoe gaussianasi creerudidiffusionerrente
,tronioppti di diffusiola,mavale
enza di enenalogament
edirettadia)deglieletdidriftneis ||eidicarica,eni/lacune,equazione,ed mo
verso il c| e ,ee , esse s s .orbitali, al cbutialmovtedellaconsparatiionimminomedratigliatomougualmen. Questa duna corrente)datodaopposta
ilsegnoostaaquelone e dipeecomunque
ergia tra teperisemiunsemicottroniversosemicondut || eilcampoche dipen|| olto bassacaso del dessendo endo per. Questo pcontrariodevimentodelncentrazionBoP,iqudio).Laconmiediminuntedistribudifferenza dtediportata: al gradiestatomodllafisica.Inendono dale laseguen
ed , siconduttridonduttore ino ilpoloposttoristata e,elettricoaldono dal s,(infatti irogaggio (s , dovgli elettronperch le leglielettronlecariche;nedicaricheali,unavoltncentrazionuirmanmaitilungoladi concentrtoridi caric ,doente. Nelificatopercconclusionmaterialeterelazione
sapendo chdrogatip.ntrinseco. Isitivoedelastudiataddovelalinternodematerialedovessidsemicondusia p chee || nimolto piacune hanni, completinfattivie.Quandostaentratinesarmaganochesipssexeladrazione procaoppostaoveilmenocaso di
chperconne e dalla tee:
he ,.nquestecole lacunevdaEinsteineacaricadelelSie/e dalla tedefiniscecouttori intrine n): per s ; mimobili dnno inerziatamente libanche ilcosieffettuainelreticolo,ggiorenellaprocedeindistribuzioneovoca un galgradientostaadind
ndopingnvenzione l /emperatura;
,daci
4
risolviamo
ondizionisiersoquelloeformulatalelettrone,
lindicedimperatura.onducibilitnseci sonor ndoping,mentre perelle lacunemaggiore,
beri inBdC.ontributodildrogaggioriesconoaprossimitprofondit.esiassumeradiente dite stesso. Ilicarechela
abbiamo
adirezione.DneDpsi; essi sonosideduce
4
o
ioa,i.o,re,.ioa.eilaoeioe
La giunzio(boro).Apppartep, laboro.
Laregionediffusionepresentiinper gli eleequilibrio.polarizzazicarica sonlenergiafocaricaspazseguitovie
E0rappreselaffinitellagiunzion
E0d Ege
ne pn si rpenasiformasciando sco
ecompresalelacunednnsonoattettroni). SeSevieneaponedirettaominoritarornitadalgziale,conseeneriportat
entalenerglettronicaenepn;inqudeveessereesonoc
realizza bommalasuddeopertigli io
traedaptendonrattedaglie non vienepplicataunaaaumenterri, la correngeneratorentendoilpatoildiagram
giadiunelee uestodiagraeunafunzioostantidel
Giu
mbardandoettagiunziooni fosforo;
sichiamoademigrioninegative applicataadifferenza,mennte sar baditensioneassaggiodimmaaband
ettroneche lafunammavannonecontinumateriale.
unzionip unwaferone,glielet;mentre le
0maregionerareversonvipresentiia una diffeadipotenzntreperinvassissima eefaappiattcorrente,cdediunsem
esitrovainfnzionelavonorispettateaemonodr
pndi silicio dtronideglie lacunepa
dicaricas
n(eviceversinpecreanrenza di pialesiavrversa.viene consire labarriecausatadapmiconduttor
finitamenteoro.Tracciameleseguentroma(mono
rogato p (natomipentssanonella
paziale,ciosaglielettrnounacorreotenziale, unosquilibDatocheisiderata nueradipotenportatoridireintrinseco
lontanodamoorailditicondizionotona)nello
n) con ionitavalentipaapartencr
odicarichroni),mentrentedidrift briotraleconinversaiulla;mentrenzialedellacaricamago.
allaBdC,agrammaani:ospazio;
5
di fosforossanonellareando ioni
e fisse.Perrelelacunet(viceversa e si haorrenti:perportatoridie in direttaaregionediggioritari.Di
abandeper
5
oai
reaariaii
r
Daldiagrapotenzialebarriera.Ee di condimpossibileentrambe
Lagiunziondiodoagiconduttoridirezione,giunzionep
mma side e solo possa,invece,duzione sone).Lenergialecondizion
nepnlargunzione.Esiedestremoppureperpnrispetto
duce che iolarizzando,incremeno necessaadellelettrni.
gamenteutssocostitmamenteurrettificareoalladensit
portatoriddirettamenntatadallaarie perchroneallinfi
L
Diodiatilizzatainetuitodaunutileperconunsegnaletdiportato
G
di caricamnte la giunpolarizzazi non si cnito(E0)se
EZIONEagiunzioelettronica.agiunzionensentireoimoscillante,oridicarica
Giunzionep
aggioritarinzione si ooneinversacrei disconteguelandam
3onepnUnodeiprepn lecuimpedireilpeccOsser
a:
n
sonobloccatterr un aa.Lecurvedtinuit tramentodella
imiepiseiestremitpassaggiodrviamoora
atidaunaappiattimedellebandedi esse (f
aBdCrispe
empliciutilizproseguonicorrenteiigraficirela
6
barrieradinto di taleedivalenzafisicamentettandocos
zzistatoilnocome filinunacertaativiaduna
6
ieae
liaa
DallafisicaVogliamoo
.De
secondare
cheeconcentraz
per indicarechmantenere 0 drogaggio
Integrando
asappiamooracalcolar,doveerivando in
elazione,ab
zionedeipo 0risuheunacoe la diunadelle
o il campo
cheilcampreilsaltodiladensitn laprim
bbiamoche
.Abbiaortatoridicultae oncentrazion co 0 eduesemig
elettrico i
De
poelettricoipotenzialedicaricae
maequazion
ee= amo postocaricainn nediioninontinuit giunzioni,si
n emo
ensitdicar
e etraxpedlettrica ne,siottien;quind
anchese ,inquegativi.In
della. Ci
amplialar
oltiplicando
rica ,dovexn.Dallequ
ed ne:
di,per0
in quantoperunadivuestocasoa 0siha
fun
i sta aegionedica
o tutto per
ilpotuazionediPlaperm
,ess
le caricheversacausabbiamomeilpiccodicnzione,significarearicaspazia
meno, ott
tenzialeelePoissonsapmittivitde
e.Esasendo
fisse hannfisica.Anaessoilsegnocampoelet
siche aum
aledellaltra
teniamo il
7
ettrostatico.
piamoche:elmaterialeminando la
siha
no la stessalogamente,
omenoperttricoe,per
impone
entando ila.
potenziale:
7
.:ea
a
a,rrel
:
Epossibile
Ildiodocla
Mettendoottienelainversa dicorrente c(10 2)e relazioned
Dalgraficocorrente, c 0.6inversa, labassadaegiunzionetensioni mcaratteristresistenza,
edimostrar
.
assicoindi
a sistemarelazionedsaturazion
che pu sc 10 25
dilatopos
osievinceche aumen).Aldisottcorrentecessere conssi rompe emaggiori diica.Riassum, se polariz
reche
Analisiicatoneicir
le varie reilatodeldie (valore ccorrere nel),hun latensissibilecostr
che,sepolnta esponentodiquestache scorre (sideratanue si ha la ci , mamendo, il dzzato dirett
circuital
rcuiticonqu
elazioni siniodo,checostante pediodo pol
nparametroonetermicruireilgrafic
arizzatodirnzialmenteasoglia lac(dovuta,colla.Se la tecosiddetta in alcuni cdiodo ha iltamente;m
eilsalto
ledeldiouestosimbo
nora studialaseguent
er ogni dioarizzato inoempiricoca (tensioneco de
rettamenteal di sopra
correntetomeabbiamensionenegscarica a vcasi (es. dcompito d
mentre la d
odipotenzi
odoagiuolo:
te (legge de: do), che coversamentechedipendegenerataeldiodo:
(Iquadraa di una cetrascurabilemovisto,aigativaaumvalanga.Ndiodo zenei far passardeve blocca
ale,dettop
unzione
di Poisson,
h ,
orrispondee prima dededalmatedalcalorea
nte), ildioderta tensioe.Se, inveceportatorimentaoltreuNormalmenr) pu essre correnteare se pola
potenzialed
,,dovealmassimoella scaricaeriale(tipicaat=27C). I
do lasciascne di soglie,vienepominoritari)un certovate il diodosere sfruttae senza quaarizzato inv
8
dibuiltin
, ecc) silacorrenteo valore di a valangaamente1oInbasealla
correreunaa (di solitoolarizzato in talmentealore , laopera perata questaasi opporreersamente.
8
ieiaoa
aonearae.
Questecarseguenteg
Ciosicomunesagerasarannoill
Prendiamo
Inquestoimmediatainversamesarebbeanmoltoelev
Attuandoq
ratteristichegrafico:
mportadaazionedelleustratidise
oinesamei
caso facia comprensnte. In quentiorario.Pvato~10
questasost
efannosc
cortocircuiecaratteristeguito.
Mode
ilseguente
le capirecsione. Facciesto casoercomodit 10:
ituzione,ilc
chelasuara
itoperV>0ticherealid
llodeldicircuito:
he lapolaramo fintadla correntedicalcolo
circuitodive
appresenta
0edacircudeldiodo,p
iodoper
rizzazionedinon sapee che scorro,sostituiam
enta:
zioneappro
uitoapertopercisipre
rgrandis
diretta,merloeponire nel diodmo ildiodo
ossimatapo
perV
Pertanto,l positivdirettamenpuntoprocsostitutiva
Comepoinvecedellineareatr
Oltre 0.6tan .
lacorrentevo, vuol dnte, ilchecediamoa:
ossibilenotadiodo.Queratti:
il diodo
e 10
chescodire che,ASSURDOcalcolarela
are,abbiamestostato
o consid
edes
00.Fatte
rreneldiodsostituendo
O!Quindi,pacorrentec
mopostoinsopossibile
derato comsendo~9questecon
dosar o nuovamperesclusiocheattraver
serieunareperch ilgr
me una re90 risultansiderazioni,
0ente il dione, lapolarsaildiodo
esistenzaraficodeld
esistenza dtan ,facileca
0,edessendodo, essorizzaziones,considera
edungendiodostat
di valore lcolarelaco
doilcapossarebbe
sardirettandolonella
neratoredittoapprossim
molto bas 0).Sorrenteche
10
uperioredipolarizzatoa.Aquestoasuaforma
tensione matocome
sso (infattiSolitamente
escorrenel0
iooa
e
iel
diodo eSupponend
.Vediamoosarebbero
Esaminiamfinerendsufficiente
In questo diventa:
Imodellistabbastanza
la tensiondodiporre 8.235oraqualisarmaggiorid
mooraunadereunateporreildio
circuito la 0 2
tudiatisinoaelevata(t
e ai suoieunabatte, 0rebberoivaicircal8.5%
Rad
ltraapplicaensionealteodoinserie
corrente
orasonovalensionisup
capi: riada9Ve0.008235 alori e%,quindia
ddrizzato
zionemoltoernata(posiadungene
pu scorre 2. I
lidipergranperioria0.7V
euna resist20 0.6
senoncifncoraentro
oreadunocomuneditivaenegaeratoredite
ere solo seIn questo
ndisegnali,V).
tenzada1k 0.765 ;fosseildiodovaloriacce
nasemiodeldiodo:iativa)solopensionealte
0, qumodo la f
cioselat
k inserieci signifi
do: 9eettabili.
ondalraddrizzatpositivaonernata:
uindi se funzione d
tensioneda
; aldiodo, rica che e 9
tore(orettiegativa.Pe
donda dell
atadellalim
11
.isulterebbe
8.235.,entrambi
ificatore):ilrfareci
0a tensione
mentatore
1
.e.i
l
0e
Perpiccolseguentec
Inquestodella rettaconsideranInfine,siaunnuovos
Percalcolacontributi
1) Sip
Calten
li segnali, incircuito:
caso siponadicarico:ndo pprossimalsistemadir
arelatensiodelgeneratpassivailge
coliamo ilcnsioneconti
Mode
nvece, il co
ne || siconsider ||elarcocompriferimento
onesulcarictoreditensneratoredi
contributoinua:
llodeldiomportame
eperra 0e presotraidcartesiano
L
coresistivoionecontinitensionea
di tensione
iodoperntodiver
primacosa0, in seguit||esiduepuntiesconlorigin
EZIONEelacorren
nuaediquealternataes
L
eecorrente
;
rpiccolisrsoed ap
a si individuto si impontrovanoaltstremiadunecoinciden
4techescorelloditensiosicalcolanoL
esulcarico
segnalipprezzabile
ua ilpuntogono lealttriduepuntnarettaesntecolpunt
reinessoonealternate .
oresistivod
adesemp
di lavoroctredue retttilungolacsiponequetodilavoro
sufficienteta:
datodalge
12
io grazie al
colmetodotedicaricourva .stultimain.
esommarei
neratoredi
2
l
oo.n
i
i
2) Ilporig
3) Sic
con
4)
Procedgenera
5) Aq
Questopa
punto indivigine degli e calcolailcoenduttanzad
,,
lare
diamoalcalatoreditens
questopunt
rticolarecir
iduatoda assi della r .efficienteadifferenziale
esistenzaco
lcolodelcosionealtern
toilvaloret
,
C
rcuitoserve
e coretta cha a
ngolaredele:
oncuisisost
ontributodinata:
totalediten,
Circuitocealimitarel
ostituisce ilapprossima
llarettatan
tituisceildi
itensionee
;
nsioneecor clipperolatensione
puntodi lla relazion
ngentealgr
iodoincircu
edicorrent
rrentesulca
oditagliosottounac
avoroQedne di lato
aficonelpu
uitidipicco
tesulcarico
aricoresisti
ocertasoglia:
d considedel diodo
untoQche
1
olosegnale.
oresistivo
ivo:
:
13
erato cometra i punti
chiamato
RLdatodal
3
ei
o
l
Assumiamovariaredelpolarizzato
Se,per,la
intalcasoRealizziam
o llatensioneodirettame
atensiones
olatensioneoorailgraf
sin coenelpuntonteedicon
scendealdi
einuscitaficodelland
ome tensioA:se nseguenzau
sottodita
damentode
ne alternat
unacorrent
lesoglia,ild
.ellatension
ta e studia
tepusco
diodooff
ediuscitaa
mo cosa su
orrereiness
esicompo
alvariaredi
uccede nelrisultachso.
rtadacircu
iquelladin
14
circuito aleildiodo
uitoaperto:
ngresso:
4
l
Inquestocla tensionecircuitoser
Seildiodose preseoscillazioneevenienzadirettamen
primocaso la sezioncariche.LaperiododiDettot ildove equivalent
Quandoalmoltiplicazappenaattulterioripogiunzionecapacit dvalore.
Itransistorcostituitid
casosiate in uscitarveablocca
ocollegatoente un gee bassasolo per pnteo invero)editransne trasversacapacitdtemponeltempodiv la resistetediventa:
diodovienzione a valtraversanoortatori. Ilpn si romimantener
risonocomdaunadopp
ttuataunid crescer eareglisbalz
Fe
oinuncircueneratore dil fenomen
piccoli segnsamente sisizione(nelsale della gidiffusionellaregionevitamedioenza con c
neapplicatalanga, ciolaregionedfenomeno
mpe;mentrere la tensio
Transi
mponenticipiagiunzion
ealizzazione decresceriditension
enomeniuitooperandi tensioneno menoali ad elevamanifester
secondo).Lgiunzione eedovutaadicaricasp(incuistazui viene a
B
aunatensio vengonodisvuotamea cascatae in alcunione ai prop
L
istoragircuitali fonepn.
edelcompr leggerme.
capacitiv
nteincontin alternata,o facilmenteata frequenrannodueLacapacitw la distaalfattochepazialeperczionano), lapprossimat
reakdow
oneinversagenerati teentourtanoae ci caudiodi spec
pri capi cos
EZIONEiunzione
damentali
portamentoente al di
vineidionua,nonsopossono m
e apprezzanza.A secodifferenti tditransizioanza tra leiportatorichgli ionicapacito il diodo
wnoltreunceermicamenocongliionsauna fortciali chiamastante anch
5ebipolareper lamagg
deldiodo,sopra del
odionopresentmanifestarsbile. Quindonda che ilipidicapacnesiindicasuperfici ddicaricasttendonoaddefinitacoper piccol
ertovalorete portatonieromponte correnteati diodi zee se quella
e(BJT)giorparted
maincondvalore limi
tieffetticapsi. Se la fredi considerediodo siacit:didiffcon dove sonotazionanopdostacolarome li segnali.
Vzksihalari di caricanoilegamie.Neidiodiner viene sa imposta s
deiprogett
15
dizionirealiite. Questo
pacitivi;maequenza dieremo talepolarizzatousione (nel ,doveApresenti leeruncertorne ilmoto.
t ,
Il circuito
cosiddettaa, che nongenerandonormali lasfruttata lasupera tale
i.Essisono
5
io
aieolAeo.,o
anoaae
o
Asecondaquattrodiv
ZON(offcon
ZON(offdeldipe gcor
ZON(onela
adicomevversimodidNADI INTEf), 0nseguenzai
NA ATTIVAf), 0lemettitorepotenzialedgenera unarrente ch
NADI SATUn), 0acorrentes
vengonopodifunzionamERDIZIONE:; 0.ltransistor
DIRETTA:0; 0.evengonodellaprima piccola coesolitamen
URAZIONE:; 0.scorreinmi
olarizzate lemento.LesBEpolarizInquestocsipucons
BE polariz. E la conspintidallagiunzione,
orrente .ntecirca1
BE polarizInquestultsuramaggio
egiunzioniseguentitrazzata inverscasoscorresiderarespe
zzata direttnfigurazionebatteriae,giungononLamaggio
100voltepi
zzata diretttimocasosorenellele
baseemettttazionirigusamente (ofeunacorreento.
amente (one pi usata,essendosinellabase;or parte pagrandedi
tamente (oihaunlivettrododiba
titoreebasuardanoitrff),BCpolantedi inten
n), BC polaa per i tranotevolmequiunaparssa nel col.
n), BC polllamentodease.
secollettorransistornarizzata invnsitsimile
arizzata invansistor. Genteridottartediessisllettore e g
larizzata dieldiagramm
16
e,sihannopn:versamenteallaedi
versamenteli elettronilabarrierairicombinagenera una
rettamentemaabande
6
o
ei
eiaaa
ee
ZON(onmalem
Convenconside
Il trangenera
In queProced
conosc
Questo
NAATTIVAn), 0 fisicamentmettitoreconzionalmenerateinver
sistor statoridicorre
esto particodiamooraco
cendolarel
osistemaco
INVERSA:; 0.te non haomepompate il transirsoentrante
ato idealmentepilotat
olare casoolcalcolod
lazionedila
ostituisceil
BE polarizInquestocragion de
aelettronicastor si indienelcollett
mente rapptiincorrent
le correntellecorrent
atodeidiod
modellope
zzata inverscasoilcolletessere, data,essendoca con quetoreenella
resentatote:
ti si considtiedellete
dopossiamo
1
1
ergrandiseg
samente (ottoresicomto che mdrogaton+.esto simbobaseeusce
col modell
derano connsioniconl
0;
oscrivere:
gnalidelBJT
ff), BC polmportadaemolto pi vlo nei circuentedallem
o di Ebers
nvenzionalmeleggidiKi
1 1
T.
larizzata diemettitoreevantaggioso
uiti e le comettitore.
sMoll utiliz
mente tuttirchhoff:
17
rettamenteeviceversa,o utilizzare
rrenti sono
zzando dei
e entranti.
7
e,e
o
i
.
e circuito
acalco
dicorreFatteques
del BJT: uscente. Egeneratoriquellausat
Lemasseindicaunattivadir
del
sonocorr
o);mentreolare lecorr
entedirettasteconsider
,
Esaminiamo di tensiontainelettro
stannoadingeneratorretta,essenlletensioni
rentidisatu 0.98 0 rentideltra
a(~100.razioni,po...o ora il casne continuaotecnica,ma
ndicarepuneditensiondoquestaledellecorr
,
,
urazioneinv.99 il gu
ilgansistorpe
ossibilepor
,abbiam
so di un cia; la rapprarisultacom
ntiatensionne.Comeipafunzionalrenticonle..
...
versaequinuadagno diguadagnodierzonaattiv
rrelecondiz
mo posto
rcuito semresentazionmunqueint
nenulla,mepotesidibasitmaggiorleggidiKirc
ndihannou corrente dicorrenteivadiretta:
zionidizon
plice, in cue in elettrtuitiva:
entreunalisesisupponrmenteusatchhoffecon.,.
,
nvaloremodiretta a banversaaba 0,
,d
aattivadire
perch nui sono preonica diffe
neettaperpnecheiltrata.Procedianidatinoti
. ..
oltobasso(ase comunasecomune 0,qu
dove i
ettapergra
noi conside
esenti solorisce legge
pendicolareansistoropeamoquindiideltransis
.
18
(~10);e (in cortoe.Proviamoindirisulta:
l guadagno
andisegnali
ereremo
resistori eermente da
eadunfiloeriinzonaalcalcolotor:
8
;oo:
o
i
ea
Nella secotransistoramenoch
Abbiamo vfungendodcomune,amassa). Dtransistorcorrenteco
Inquestocdella correaffinchiltsolitamentquesteconquestocircpoterstarespecchioregolatogr
onda relazioinzonaatedaicalcol
visto comedaamplificaemettitorei conseguedeterminanontinua:
casofacileente impostransistorste tensionindizionisipcuitocheeinuncircudicorrenterazieadun
one sono pttivadirettainonrisulti
Alcuni
il transistoatoredipicecomuneeenza esistondone il fun
enotarecosta dal geniainzonaaabbastanza
puaffermaigenerato
uitononesie,uncircuigeneratore
presenti soa;mentre,sunassurdo
L
iesempioroperineccolosegnaeacollettorno vari cirnzionament
melagiunzeratore. Ettivadirettaa elevate, tarecheiltraridicorrenstono!Aqutochesimueditensione
olo terminieV Vomatemati
EZIONEdicircuilla lamaggle.Esistonorecomune(rcuiti cosidto.Unesem
zioneBEsi sufficientea.Datochetali da creaansistorsiantecontinuauestoprobleulaungeneeeadunar
noti, quin,,allorco,cheloc
6itipolarizgiorpartedotremodip(asecondadetti polarmpioque
apolarizzate quindi chigeneratoare in C unsempreinzadidimensemahaovveratoredicoresistenza:
di, se Vapotrebbeollocherebb
zzatoridei circuiti iprincipalididiqualeeleizzatori, cioello cheutil
tadirettamehe riditension potenzialezonaattivasioniedipoviatoWilsonorrentecon
V,essereinsbeininterd
in zona atticollegameettrodosiao che polizzaungen
enteacaus neutilizzatie superiorediretta.Ilpotenzecosncreandoilntinua,che
19
0.3V , ilaturazione,dizione.
tivadiretta,nto:abasecollegatoalarizzano ilneratoredi
sadelverso ,producono
e a 0.3V, inproblemadiridottedacosiddettopuessere
9
l,
,eali
ooniaoe
Consideran
2dicorrentediposscircuitipol
IltransistoSolitamentmodulo,mseguentec
I calcoli pebisognerrappresent
ndo i due
e po
2 econtinuadsibileottenearizzatorie
0,
orinzonateneicircuma con segcircuito:
er lamagliaggiungeretativamagg
e transisto
oich
,essendivalorepaerequalsiasdosserviam
0.7 0.3attivadiretitidipolarino opposto
a interna (e10Vditengiormenteu
or identici
ndo 2ariacircasicorrente.mounaltro
ta.Se fzzazionesio.Un esem
(quella BE)nsionedatautilizzatape
ed effett
,quindi,cDopoquesesempio:
fossestatohannodue
mpio dellut
) sono gli sadalgeneraerlapolarizz
tuando alc
2 , sa
. Ilcircambiandostabrevedi 270
.
2. 2,
paria10V,egeneratortilizzo di ta
stessi di pratore .zazionedei
cuni sempl
pendo che
rcuitosicomopportuna
gressione,t,
0.02511 .53512.51 0.3 0.7sisarebbeviditensionle forma c
rima,mentInfineveditransistor:
lici passag
e ,
mportadamenteivaltorniamoa 1
4.96
verificatainneconstessircuitale
re per queiamoquale
20
ggi, risulta:
, abbiamo:
generatore
oridi eparlaredei
,
nterdizione.sovalore infornito dal
ella esterna laforma
0
:
:
eei
.nl
aa
Quellalinebase. La davevamomdiThevenia sostituzion
Moltevoltapplicatau
Calcolare lnelcircuito
eaorizzontadifficolt pomaiincontranequivalen ,menne,icalcolid
R
erisultautiunatension
aresistenzoconsidera
alestaadinotrebbe conatoinalcunnteallaportntre la tendellecorren
Resistenz
ileconsidereechepre
adingressondolasezio
dicarecheinsistere nelncircuito.PtaBmassansione equntisonoana
zadingrrareuncircusentaunar
oabbastaoneallades
ilgeneratorl dover conerovviarea.Efacilenuivalente aloghiaglia
ressoereuito,ancheresistenzad
anzasemplstradelgen
reditensionnsiderare laataleproblotarechela pari a altricircuiti
esistenza
complessodingressoe
ice:bastameratoredit
nepolarizzaa resistenzaema,bastaaresistenza studiatisino
aduscitao,comeunbdunadiusc
misurare latensione:
asiailcolleta , checonsideraraequivalen . Attuaora.
ablackbox,acita:
corrente
21
ttorechelasinora nonreilcircuitoteugualeata questa
aicuicapi
chescorre
1
anoea
e
Percalcola
porreungnelcircuito
Tornandocircuitoeq
areinvecela
generatoreo:
aconsiderauivalented
aresistenza
ditensione
arelospeccdiquestotip
adiuscita,b
ealpostod
chiodicorrpo:
bisognapas
dellaresiste
rentevistoi
sivareilgen
nzaeca
inpreceden
neratoredi
alcolare lac
nza,possi
tensione
corrente
ibilesostitu
22
chescorre
uirloconun
2
e
n
Pericircuimentre,necorrente.Olospecchio
Il principioresistenza
Se nfunzioned
Comeperpresenteu
itidiscretieicircuitiinOltrealmododiWidlar:
o di funzion posta
nota, trovoi.Se,inv
idiodi,esamunpiccolose
Spe
solitamenntegrati,siudellodiWil
namento n allemetti
dal mode
ln
ln in funece,impon
Mode
miniamoilsegnalesinu
L
ecchiodteutilizzatoutilizzanoinson,preced
on differisctore di Q
llo di Ebe
n n
dop
zione di go e,
ellodelBseguentecisoidale
EZIONEicorrentoilcircuitonaccoppiatadentemente
cemolto dQ1. Rivediam
ersMoll pe
po alcuni p
, la sostit,alloratrov
BJTperprcuitoincu:
7tediWidtipicodipoailcircuitoeesaminato
allo specchmo i calco
er la zona
passaggi ris
uisco in verche
piccoloseui,oltrealge
dlarolarizzaziondipolarizzao,esisteun
hio diWilsooli in ques
a attiva di
sulta
esoddisfile
egnaleeneratored
nevistoinpazioneeloaltrotipod
on, trannesta nuova
iretta, sapp
e tmiecondiz
ditensione
23
precedenza;specchiodidispecchio:
che per lasituazione:
piamo che
.
rovo inioni.
continua,
3
;i:
a:
e
.
n
VogliamocontributoChiaramenmodo da calcolare ladifferenzia
comune .EEarly .AfrequenzaIl generatotransconduequivalent
E fa guadagno
conoscereo della tennteoccorreindividuare
, passiviaatranscondale(perch
EpossibileA questo p(inzonaatt
ore di corruttanza diftenelcircuit
acile
la tensionnsione concomunquee il puntoamo il segduttanzadifperpiccolis , possiainoltrecalcunto presetivadiretta)
ente pilofferenzialetooriginari
notare . In concl ma
ne duscitatinua e deeffettuaredi lavoro
gnale e cafferenzialesegnali)direamo saperecolarelaresentiamo ilm):
otato dallacome fatto:
come usione il Bacontensio
vo(t), mael segnale,icalcolipee i paramlcoliamo etto(dainge il valoresistenzamodello a
tensione atore di pro
, supBJT si comonediuscit
non quella, bens soerilcontribumetri del m. In que .gressoauscdella resi || ,essibrido de
ai capi delloporzionalit
pponendomporta comasfasatadi
a totale, dlo rispettoutodelgen
modello equsto modo e,cocita)incortostenza diffsendonotal BJT per p
a resistenzt. Inseriam
, d
me amplific180rispe
ata dalla so al piccolneratoreinuivalente. Apossiamo
onoscendo iocircuitoaferenziale iapriorilapiccoli segn
za differenzmo ora ta
di coe ~0catore di tettoallingre
24
somma delo segnale.continuainAssumendofacilmente
lguadagnoemettitore
in ingressotensionedinali a bassa
ziale con laale circuito
onseguenza
abbiamo:
tensione diesso.
4
l.noeoeoia
ao
a:i
Inelettrondestinazionnecessarioutilizzatignelseguen
Inquestoctuttalad.d ,che innon esisteingressoed
In questorispettoalcheperavdi seguitosegnale.
Sta
nica si lavorne con unoamplificarliamplificantemodo:
casolamplid.p.delgen .questocase nessun ddinuscita.
caso caso idealereunottimi vari circu
dioCE(com
IlBJTra spessocnintensite tali segnatoridisegn
ificatoreineratoreditInuscitasisocoincideispositivo cSchematizz
ee, infatti ilmoamplificuiti di polar
mmonemitt
L
comeamon segnalinotevolmenaliper rendnale (solitam
deale,infattensionepiliotterrebbecon ilguache amplifiiamodiseg
guadagnocatorenecrizzazione i
ter):
EZIONEmplificat
trasmessiante ridottaderli fruibilimente tran
tti,essendolotatointeeesattamedagnodi teichi la tensguitounam
diventa cessarion cui ilBJT
8torediseanchedaga rispetto aiallutilizzasistor) iqu
laporta nsionecadente latensensione sione senza
mplificatore
elevato,T utilizzat
egnalerandidistana quella dtore finale.alipossono
avuoto,riseaicapideione mo .Nellaa perdite dreale:
,quind
.Da televataeto come am
nze, iqualii partenza.A tal scopoesseresch
sulta elcarico,qultiplicatadiarealtsapdate da re
di risultatale formulabassa.Emplificatore
25
arrivanoa. E quindipovengonohematizzati
;inoltre,indirisulta:iunfattoreppiamocheesistenze in
a diminuitoasideduceEsaminiamoe di piccolo
5
aioi
,:een
oeoo
Perapeprecor
assmo
AbbdelresLacon
Sta
Una
Con
a pgra
rprimacosaerto,datocecedenza, crrente ,i al fine dodelloperp
biamoassuparallelotistenza in iresistenzanseguenzal
dioCEcon
avoltacalc
nsiderandoprima. nde,ilche
asipassivachepresecalcoliamodoveconQi studiareiccolisegna
nto 0tra engressoin ingressoamplificato
degenerazi
olati,
, lorendeun
ilpiccolosente solamelequivalentQindichiamoil BJT peralidelBJT:
0. . Ilguadagnequella in
o bassa eorebuono
onedieme
,eso
ncattivoam
egnaleequente ilcontte di Theveoilpuntodpiccolo seg
no uscita:e quella inoperalcuni
ettitore:
ostituiamoi
i granmplificatore.
uindiilcondtributo incenin alla pilavorochegnale. Proc
,q uscita eleversi,map
ilmodelloa
ilguadagnonde e ci st.
densatorescontinua.Coorta basemeassumerecediamo co
,doquindielevae evata,ma ipessimoper
pibrido:
oleggerma bene, m
sicomportaomeabbiammassa e dimocomeoon la sostit
ove leato.Calcoli
oppureil guadagnoraltri.
enteinferioma anche
26
dacircuitomovisto in seguito laoriginedeglituzione del
equivalenteamoora lae .o alto, di
orerispetto
6
onail
ea.i
o
Sta
Una
Abb
ten
cor
bas
Sta
dioCC(com
avoltacalc
biamo suppnsione, nonrrente ssaedper
dioCB(com
mmoncollec
olati,
posto n amplifican rfetta.
mmonbase)
ctor):
,eso
, ndo per nie.
L
):
ostituiamoi
ente il seg
EZIONE
ilmodelloa
~, cionale;ment
9
pibrido:
si compore un ot alta e va
orta da insttimo ampla bene,
27
eguitore diificatore di
7
ii
Una
Abb
Inq Sta
Con
posequ
Sos
avoltacalc
biamosuppquestocasodioCEpola
noscendoassiamoanchuivalente,o
stituendoor
olati,
posto oabbiamouarizzatocon
priori ehecalcolareossia:
railmodell
,eso
, unbuonamunospecch
epossiame,e
operpicco
ostituiamoi
,mplificatorehiodicorre
mogicalcoesostitu
losegnalea
ilmodelloa
,ditensionente:
olare datuire lospec
abbiamo:
pibrido:
emapessim
toche cchiodicor
e modicorren
.Dicorrentecols
28
~ .te.
onseguenza
suocircuito
8
.
ao
Avedeg
Dei vari autilizzareuAd esempdellaltro):
Quantovaungeneric
Volendo c.Dopporta BBcalcolare isingolo guamplificatoingressohauscitadeve
endo passivgenerazione
amplificatorunmaggiorpio ponend
le inquestocoamplifica
calcolare lepoavereff, abbiamoil guadagnouadagno siorisihaunailcompitoeconforma
vato tuttieesirisolve
ri esaminatnumerodio due stad
ocaso ilgutorecostitu
equivalentefettuato lao: o totale pericorre allaostadiodiodiadattarreilsegnale
i generatoreanalogam
BJT
ti sinora nitransistordi CE in ca
uadagnocomuitodaNsta
e di Thevensostituzione
;
er questo ca formula dingresso,Nreilsegnaleeamplificat
ri indipendente.
Tincascnessuno spiperotteneascata (lus
mplessivo?adiincasca
nin alla poe, se calcol circuito ottdello stadioNstadidigueiningressotodaglistad
denti, il circ
ataicca per reereunamplcita di uno
Perrisponta:
rta AA risliamo ilnuo teniamo: o corrisponduadagnoeoallacircuididiguadag
cuito risult
endimento,lificazioneso stadio co
dereatale
sulta: ovoequiva
dente. Norunostadioteriainterngnoalcarico
ta identico
necessasensibilmenoincide con
domandao
; lentediThe cos via
rmalmentediuscita.L
na;mentreo.
29
al CE con
ario quindinteelevata.n lingresso
osserviamo
eveninalla.. Volendo . Per unnei circuitiLostadiodilostadiodi
9
n
i.o
o
aoniii
A tale scomentre loresistenzaamplificato
La tensiontermodinarispettoallminore;cise esso haeventualiSolitament
IlcircuitoQ1=Q2,qu
opo gli stadstadio didiuscitamoreditensio
ne di uscitamica, quinlaposizionecauserua un guadadisturbi, atesiutilizza
polarizzatindi:
di di guadauscita da u
moltobassa.one:
a non pudi, se il guediguadagunadistorsiagno maggaltrimenti nacomestad
todallospe
gno sono cun CC, che.Esaminiam
superare qadagno mnounitarioonedelseggiore di 1,nel procesiodiingres
ecchiodico
costituiti soe non influimo latransc
quella di almaggiore doeintercettgnale.Perqpu essere
sso di ampsolacoppia
orrente,da
ln ln
olitamenteisce ulteriocaratteristic
imentaziondi uno, la rterillimitequantorigue accettatoplificazionea(ocella)d
VCCedeve
da CE e Cormente sucaI/Odello
e per il seretta ruotere adunardalostado, ma devesi increm
ifferenziale
entualment
E con degel guadagnoostadiodiu
econdo prinr in sensonatensionediodiingree anche abmenterannoe:
eda .S
ln
30
enerazione,o e ha unauscitadiun
ncipio dellao antiorariodiingresso
essoinvece,bbattere glianchessi.
upponiamo
0
,an
aoo,i.
o
Quandodue ramisbilanciamassumendoalternata.comesegn
Torniamosegnale d
rappresent
quellocom
sicomporteffetti:allingresso
sono ugu
mento tra leo continInquestecnalecostant
pertanto adifferenziale
allotare i segn
mune tainmanie o jesimop
, larelaualmente ce due corrnua,mailvcondizioni lte),ilquale
d esaminare in ingresstessomodali in ingre ralineare, dassivandog
1
azionedivenconduttivi.enti. Lo steroutilizzoacellaampvieneincre
LE
re la coppisso (doperquellesso e in u
; pertantodove il termglialtri ingr
1
1
ntaapprossCi signifudio effettdellacellaplifica ilsegmentatodi
EZIONEa differenze il segnaliinuscitauscita come possibileamine inressi.Sesup
11
simativamefica che iltuato sinordifferenziagnaledientpochissimo
10iale assumale di mo
e combinaz
.Perpicc
pplicareilpdica ilguadpponiamo
nte linearesegnale i
a validoleperpictrata,manorispettoa
endo odo comun .Inquioni delmo
colisegnali
principiodidagnodellu e
e,masolosin entrataper grand
ccolisegnalion ilrumollinformazi
, consne in ingruestomodoodo differe
lacoppiad
sovrappos
uscita iesim
31
se 0 icrea uno
i segnali eatensionere (assuntoone.
sideriamo ilesso ():opossibileenziale e di
ifferenziale
izionedeglima rispetto allora
1
ioeeo
l:ei
e
ioa
sicuramen
dove guadagnomodo comdifferenzia
considerer
sufficientradizional
segnaline
mododiffe( , si av
negativa (uguali inmnodocheuavr sipuvirtumassa.Fat possibileugualmented sempcomune: idallemettsostituirelchesiavre
Adesso ilcuno stadioSappiamoassociatoiingressi. Inpigrandecoppia diff
te avremo dimodo c
mune e ale.Gliultimremosemprnte calcolarle. Ad esem
llapartedi
erenzialeedvr usc ), si avmodulo,ancunisceidue ,mualmentesttaquestace perci coteperlaltrplice calcolan tal casoitore, per caresistenzaebbeconla
circuitodiveoCE condeche il guadlguadagnontroduciamo
e,quantopfferenziale
comune, miduetermretalecasore e mpio, se co
ifferenziale
dinseguitoente dallevr entrche ledueeemettitorima,essendotaccaredalconsiderazioonsiderareamet.Seare ilguadale corrent
cui aconduersingolaresi
entanuovaegeneraziondagno conminoresopertantoi ilsegnaleamplifica a
. Combinail guadagn
mini(o.Leequazio , consideonsideriamo
ed inquel
quellocommettitore;rante nellecorrentidallaresisteo ,circuitoecone,facilesoltanto msiprocedeagno, che cti saranno 2esistenzedstenza:
amente simnediemetdegeneraziolitamenteilRapportoesarripulabbastanza
ando i sisteno di modo
eonisiriducoerando soloo due gene
lacomune
mune:perilmentre peemettitore.
emettitoreenza,unrisulta considerareenotarecomezzo circuinquestamcoincider csempre id e la tendivalore2
mmetricoettitore. Il guione infeundisturboodiReieziolitodalrumi segnali a
emi si ottieo differenz il gua il guada
)sononuonoataleso due circuerici segnali
ramoincuier il ramoDato cheavranno laavoltapass
0,ciononeilpuntodmeilcircuiuito ed effmaniera,cicon.Oentiche innsione su,infattisi
quindianaluadagnodieriore a queocheagisceonediModomore.Inconalternati,m
ene iale, adagno dagno da moullise sistemauiti anzich e
ed
ilatensionein cui la tele due tensastessa intesivatoilgennscorrecoigiunzionetosiaperfefettuare isiritrovaneOra consideintensit m
sar halastess
izzabile soltale stadioello senza eecometensoComunenclusionesima, soprattu
modo diffodo comune
quattro c, scompon
desaminiam
ediingressoensione disioni in ingensit.Perneratoredirrenteinetraidueeettamentescalcoli, cheelcasodelleriamo invema entram 2. Esatensione
ltantopermo coincidere che il segsionecontin ipuaffermutto, lascia
32
ilerenziale ane a modo enoi,pertanto
colmetodoiamo i due
moprima il
opositivaingresso
gresso sonolaLKC,nelcorrente,si,pertantoemettitoriasimmetrico,e varrannoostadioCEece ilmodombe uscentiE possibileailorocapi
metcome con.gnale cui nuasuidue,tantomareche lapressoch
2
laoiooe
l
aolioa,oEoiei
e.eoa
invariatiquesempioil
Abbiamostadisirictrovarene
Intalcaso
Neicircuitima, sevogaumentareoccuparenpolarizzatocorrenteccorrentendellospecc
uellicontincasoincui
avano facillcasoincu
iintegratigliamoottee il valorenonvabeneorechealcostituitodanelcollettorchiodicorre
uicome ilallingresso
e mente iguiaidueelet
e 0
necessarioenereungudella resiste.PerovviacontempofuaiBJTpnp.reequindiente,cheh
rumoreedo1siaappli
,diconseadagnittrodidibas
,datoche
Ca
oridurrealmuadagnobutenza sreataleprungedaresSiutilizzanpolarizzarloavalorediq
perfettacatounseg
eguenza
e,rissesiaapplic
e
aricoattiminimolaruono,adessino aiMoblema,siusistenzadiuno ipnp invo,inoltrequalcheM
comestadgnale
solvendococatounseg
ivoreaoccupatsempio,da. Ci computilizzailcouscita.Unevecedeglincoincideccomecifa
iodi ingreselingresso
os ilproblenalei
adaivaricounamplific
porterebbeosiddettocaesempioconpn inmodocondellacomodop
sso.Consido2siaamas
.Dalletabeema.Oppurinquestom
omponenticatoreCE,un grande
aricoattivo,muneloodapoterequivalenteperinostrif
33
eriamoperssa:
ellesuivarirecisipu
modo:
elettronici,dovremmoe spazio dauncircuitospecchiodiimmettereediNortonfini.
3
r
i
,oaoien
Nella lezioVolendoso
SelOpAm
Se,invece,
Abbiamoresistenza
partendo dviolerebbe
0 , inimpone chvirtuale. Famplificatopossibilere
one8abbiaostituireun
mpconside
,consider
inoltre vistdingresso
,
da un segneilsecondon modo chhe i duemFatta questaori operazioealizzaredif
A
moesamincircuitoam
eratoreale,
atoideale,
to come uinfinita eponendo
nale a poteprincipiodhe morsetti siana consideraonali idealifferentiope
LE
Amplifica
nato ilcommplificatore
,alloraesso
allorasiavr
un amplificresistenza ,enziale finitdellatermod
0no allo stesazione, risu. A seconderazioniutil
EZIONEatoriOpeportamentoconunOp
oequivale
rquestoci
catore ideaduscita nu eto si otterredinamica.P . Psso potenzulta semplida dellutilizliaipidive
11eraziona
odiunamAmp,otten
enteatalec
ircuitoequi
ale sia ideulla. Dalleq 0 siebbe una tPerovviareaPonendo iale, cio sce risolverzzo dell Opersifini:
liplificatoreniamo:
circuito:
valente:
entificato dquazione deha
tensione diataleprobl i trovino ine i circuitipAmp allin
idealeedi
da guadagnellamplifica
1 1 uscita infilema,dobb 0 n condizionin cui sonnterno del
34
uno reale.
no infinito,atore reale , cionita, il cheiamoporre
, sini dimassano presenticircuito,
4
.
,eeeiai
AM
Ilning
neg
alloconfare
AM
SOM
MPLIFICATOR
odocheco 0.ressoidealmgativo. Scrivora inuscitansideriamoeicalcolico
MPLIFICATOR
MMATORE
REINVERTE
ongiunge.Sapendocmenteinfinviamo quinasiavrunilcasorealonsiderando
RENONINV
INVERTENT
ENTE
edevechelopamnita,pertantndi la LKC:naversionee,intalcasounaresist
VERTENTE
TE
eaverelastmpideale,tononscor
eamplificatsononbisotenzaining
tessatensioalsuointerrecorrente
ae invertitgnapiimpressoeuna
onedelmoernopreseetrailmors
adellatenporrelamaainuscita:
rsettopositenteunaresettopositi . Ssionedi ingassavirtuale
35
tivo,quindiesistenzadivoequelloe ,gresso.Oraeebisogna
5
iio,aa
INT
DER
I transistocategoriapermettere
JFE MO MO
Ognunodi(siaanalogcircuitaledsolamentestudieremo
TEGRATORE
RIVATOREI
ori a effettodi transistoeilpassaggT(JunctionOSFETadarOSFETasvuessiasua
gicachedigi
deiJFET:e nellelettroo.
EINVERTENT
NVERTENTE
Tra
o di campor, che sfrugiodiportatFieldEffectricchimentootamento(avoltadistiitale)sonoi
ponica delle
TE
E
LE
ansistori
o, in breveutta leffetttoridicaricatTransistoro(MetalOxMetalOxidnguibileiniMOSFETa
perilnegatimicroonde
EZIONEiaeffette FET (Fielto del cama.Cisonotrr)xideSemicodeSemicondnegative(ndarricchim
iveee e pertant
12odicamd Effect Tpo elettricoretipiprinc
onductorFieductorFieldn)epositivemento.Perp
perilpoto si trover
mporansistor),o, generatoipalidiFET:
eldEffectTrdEffectTrane(p).Ipirimitratter
ositive.IJFEranno raram
sono unao al loro in:
ransistor)nsistor)utilizzatiinremoiJFET.
ETsonoutilimente nei
36
particolarenterno, per
elettronica.Ilsimbolo
zzaticircuiti che
6
er
a
e
Osserviam
IlnJFETcui sono cinferioresodieffettuap+, in modmetallichegenereranspaziale.Sregione direstringeroraancheneipressiddirettadalpicostantPonendoregionidicLa tension(strozzame
odiseguito
costituitodcollegati leonopresenrelametaldo da mig D e S vieno lacorreepolarizziai carica sp(infattinolagiunzionedellelettroddrainalsotelungola costantcaricaspazne oltento)edin
olarappres
daunwafelettrodo dintidueultelizzazionesliorare la cene chiamante.Essendamo inversaaziale aumonpossonoeDSconudodidrain,ource(edaassex,mavte, se aumeialesitocchtre la quandicatacon
entaziones
rdisiliciod source e qrioristratimuquesteulconduttivitata canaledopresentiamente lagmenter e itrovarsicarna 0,restringenlsourcealdvarierasecentiamo (inherannoecale il canan (0
adiunnJFE
chepresentdrain. Sullaortocircuitatuperfici,bisdelimitatao scorreranonipn,sif
GSconunael quale pnelleregiodicaricaspdipiilcanalcasolospcitroviamo , arriverter lachiuchiuso
0perpJFET
ET:
taduesupesuperficietichecostitsognacreardalle due
nno i portaformeranno 0, lo
possono scoonidisvuotapazialeaumaleesiformpessore2b(neipressideremo a unusuratotaledefinita t
T).
erficimetallsuperiore etuiscono ilgredelletasctasche e
atori maggiodueregioospessoreorrere gli eamento).Poenterannomerunac(x)delcanadelsourceon punto inedelcanaletensione d
37
licheailati,e su quellagate.Primachedrogatedalle barreioritari cheonidicaricadiciascunaelettroni siolarizziamodispessoreorrentelenonsarodeldrain.cui le due
e( 0).i pinchoff
7
,aaeeeaaioe.e.f
Dal graficodiverseregdisaturazialla variazipotizziamocanale ri raggiungesinora nondirettamen
costante,m
Esaminiam
ne
Presounwstratodissottile traalluminio)nomeMOSSemiconduquasitutte
Nel MOSFallinternoil drain ediretto pespostamenSiO2 (sottoMOSFETpresenti n
o si evincegionidifunzone,incuiione di teno costamane preun valoren possononteproporzmadipende
moadessoiseson
waferdisilicilice (SiO2)SeD, incsulle taschSderivadauttore.Neleleconfigur
FET (comedeldisposiche sia prerpendicolarntodellelaco il gate). Tconsiderat
nelle tasche
che, una vzionamentolacorrentensione, e laantementeessoch co tale che pi esserezionaleaedase
MOSFETadop.Lara
ciodrogatosullasuperorrispondehee sullo stlfattocheedispositivorazionipo
in tutti i Ftivo.Poniamesente unarmente allacuneversoTale condizospento.Se n+ tendon
volta fissatao:laregioneetendearaa regione dnullae ostante e ,a e ritenute v econdotale
darricchimeppresentaz
p,sicreaficiesuperinzadiG.Ftrato sottileessoformo realeprostoamassa
FET) la conmoorailca 0. T
a superficieilbassolaszione non Selatensionno ad occu
a , al creohmica,inaggiungeredi breakdow leggermee lunicavendopost 0, alloravalide. Larisulta fisicrelazione
ento.Essihazioneschem
anoduetasioretranneattoci,siedi siliceematodaunoresente ancaesiomett
nduzione asoincuiilsTale d.d.p. su cui sonsciapresent ancora one supeupare la re
rescere dincuilarelaunvalorecwn, dovutante superiocorrente
to condizioneamente im .
annosimbomaticadella
schedrogatchesulletpongono le
ecostituiranostratodiMcheunquatenellarap
dovuta alsourcesiaacausa la fono presentiteunacaricttimale pereraunacertegione svuo
da 0 alazionedilatostanteeaalla rottur
orea zero,presente
e e leper cui lapossibile, in
locircuitalestrutturad
en+.Aquetasche.Lose laminedinnoglieletMetallo,unoartoelettropresentazio
campo elmassaassiormazione dgli elettrod
cafissanegar il passaggtasoglia(otata dalle
llinfinito sitolineareaumentapora della giuallora lo sp quella
.Se
varie equaa velocit dnfattiora
eiunnMOS
estopuntosstratodeveimetallo (sttrodidel todiOssidodo,dettoBonecircuita
ettrico cheiemealbulkdi un campdi. Se ativainprogio della co ,),glacune e
38
hanno tre,laregioneocorispettounzione. Sepessoredel di driftaumentaeazioni vistedi deriva nonpi
sesonoSFET:
siponeunoesserepisolitamenteransistor. IledinfineilBulk,ma inle:
e si generakcoscomepo elettrico bassa, loossimitdelorrente e ilglielettroniil canale si
8
eeoeltee
oelln
aeoollii
arricchiscd.d.p. tradellintensper avrchelaIndicandoabbiamoc
in Inz
dove forma.Algsonoprefequello nelcorrente cMOSFETrappresentquellagiv
Lultimacacircuitalemainpiv
Laltra sostransistoreelettricodla tensionesoglia ,ricombinat
e di portadrain e soitdi ; ,aregionedcon ladihe:
zonatriodozonadisatu
, giornodogeritiaipMOle coppie dche scorrecomespectaregraficavistainprec
ategoriadiFilseguentvienecreato
stanziale die lavora peirettoversoenegativa,allora latecongliel
atori di carurce piprecisa ci troviamicaricaspaistanza tra
o: urazione: (giinMOSFOSFETperldifferenzialinel gate qucchidicorreamente la rcedenza.
FETrimastateo
fferenza riser tensioniolaltoelecontinua aconduttivitlettroni.Se
ica, diventa 0, si creamente:per
mo in zonazialetrapledue tasc
lacapacFETsonoiplamaggiori, dato cheuasi nulla (enteecaricrelazione
LE
daanalizzaEssisonouncanale
spetto al Mdel gate nlacuneattrad aumentadelcanaleinvecelate
ando estre una correr di saturaziopelatascacheecon
, ,
itdovutapiutilizzatmotilitde la resisten(il SiO2 uchiattivineg ,m
EZIONEarequellaorealizzatiedrogaton
MOS ad arnegative: aatteversoiare inmoduescenderensionealg
mamente cnte ch ,citrone.Se la tan+sisov la larghez
allostratoi(nellaULSiportatorinza dingresun isolante)gliamplificama lasipu
13deiMOSFEanalogamensottolos
ricchimentoapplicandolcanalesiruloe scendazero,dat
gatelonta
conduttivo.e varia divroviamo intensioneDvrapporrazzadelcan
diossido)eI,UltraLargmaggioritarsso molto. Lunico uatori.Comeassumere
ETasvuotamnteaiMOSstratodioss
o consisteuna ricombinerade aldi sottochetuttenadaquell
InstaurandversamentezonatriodoSaumentaalcanalestrnale (non lo
e igeScaleIntri.Unutilizo elevata,utilizzo comeperiJFETepressoch
mento,ilcuSFETadarrisidodelgat
nel fatto c
0 si avrannoalsuottodiuna te le lacuneladisoglia
39
do ora unaa secondao(ohmica),a troppo, sirozzandolo.ospessore),
il fattoreditegration)ezopaleseessendo la
mune dei pdovremmo identicaa
uisimbolocchimento,te:
che questoun campointerno.Setensionedisisaranno(ancheper
9
aa,i.,
ieaoa
,
ooeior
0V),appliccorrentemaggioridTuttoggiiquelliada
Oltrechene valgono VI, ottenidifferenzia
lderivadalecurvederiscrivere piccoliseg
ComeperFacciamou
Nelcircuitoseguito.Doperpiccoli
candounatdirettaddizero,maMOSasvuorricchiment
neicircuitiao le stess .Uiamo ,ale
.allatensionellazonadilequazione
,nalidelnM
grandisegnunesempio
omostratoopoavercasegnali:
ensione daldrainalsintalcasosotamentosto.
Modello
aportelogise considenavolta ind e
Effettuand
el,indivsaturazionee della co lMOSFET(ab
nali,nonpaopraticope
abbiamoolcolato
0,siavsource.IlMsicomportesonorarame
operpicche,iMOSFerazioni fadividuata la . Grazie e
otuttiicalviduabile(aedelgraficorrente che. Fattebassafreque
assacorrentrunostadio
messoilcon,otteniam
vrpassaggiMOSasvuoterebbecomenteutilizza
ccolisegnFETsonoutatte sui Barettadicae ad essila resiste
colirisulta:analogamen
o e scorre trqueste coenza):
tetrailgatoCS(Comm
ntributodemoe
iodicarichetamentofumeunMOSatineicomu
nalidelMtilizzaticomBJT: aricoper il possibileenza diff
nteallaten.Allalucedra il drainonsiderazion
teeilsourcmonSource)
elpiccoloseeprocedia
e(e)dalsonzionaanchadarricchimunicircuitie
MOSFETmeamplifica ;circuitopoe calcolareerenziale
e
sionediEardiquestonue il sour
ni, present
ce,pertanto):
gnale,chevmoallasos
urcealdraihepertensmento,ilcheadessiso
atoridipicc
olarizzatore
e la transco
lrly)prolunguovovalorerce in quetiamo il m
osiconside
verrconsidstituzioneco
40
in,ciounasionialgateheinutile.nopreferiti
olosegnale esulgraficoonduttanza
, dove
.Ilfattoregandotutteepossibileesto modo:odello per
era .
deratodiolmodello
0
ae.i
ee oae
eee:r
.
41
Essendo la resistenza in ingresso infinita, la tensione chepilota ilgeneratorepilotatoproprioquelladelsegnale.Ilguadagnosar ,chemoltosimilealguadagnodellostadioCEdelBJT,lunicadifferenzaconsistenellanoninfinitachefaabbassareilguadagno.Dacisideduce per quale motivo il MOS sia preferito come stadio dingresso negli amplificatori atransistor. Il rovesciodellamedaglianella risposta in frequenza, laqualepi rapidanelBJTrispettochenelMOS.
ElettronicaDigitale:AlgebrabooleanaereticombinatoriePrimadientrarenelvivodeicircuitidigitali, fondamentale richiamare iconcettodialgebradiBooleelesuepropriet.LalgebrabooleanaunastrutturaalgebricadefinitasuBedotatadidueoperatori:+(OR)e(AND).Essidevonoverificareiseguentipostulati:
1) Chiusurarispettoalloperatore+: 2) Chiusurarispettoalloperatore: 3) Esistenzadellelementoneutrorispettoa+: 4) Esistenzadellelementoneutrorispettoa: 5) Commutazionerispettoa+: 6) Commutazionerispettoa: 7) Distribuzionerispettoa+: 8) Distribuzionerispettoa: 9) Nonesistenzadeglioperatoriinversi(,)edesistenzadelloperatoreNOT10) Esistenzadellelementocomplementorispettoa+: . . 11) Esistenzadellelementocomplementorispettoa: . . 12) Esistenzadialmenodueelementi . . 13) LinsiemeBfinitoepari(2n)14) LinsiemeBdellalgebrabooleanabinariafinitoedammettesolodueelementi(0,1)
Ogni postulato ha due affermazioni duali, ottenute sostituendo a + e viceversa. Da talipostulatiderivanodeiteoremifondamentali:
1) Proprietassociativarispettoa+:
2) Proprietassociativarispettoa:
3) Teoremadellidempotenza: 4) Elementoforzanterispettoa+: 5) Elementoforzanterispettoa: 6) IldoppioNOTrestituisceilvaloreoriginario: 7) Teoremadellassorbimento: 8) TeoremadiDeMorgan: ; 9) Gerarchiadeglioperatori(inordinediprecedenza):, , 10) Funzionibooleane:unafunzionebooleanaunespressionecostituitadavariabilibinarie,
daglioperatori, , edalsegnouguale(=).
Nei circuitlogiche:
Le pi utiesprimeresar:
Inelettron1) Sid2) Sic3) Siin4) Sim5) Sid
Moltospeslogiche,alunarea mDefiniamo
Minfacverdec
ti digitali gl
lizzate (perconleport
icadigitaledescriveilpcrealatabendividualaminimizzaladisegnailcirssocisiimble voltean
maggiore suimintermintermine:Dendo lANDrit 0. Ciacimalecorri
i operatori
r facilit ditelogichela
siprocederoblemalladiveritfunzioneafunzionercuitocorrisbatteinfuncheapidul circuito.nieimaxteDatenvaDditutte leascunmintispondente
e le loro
realizzazioaseguente
nelseguen
spondente
zionibooledidue ingrePer ovviarermini:riabili,ilnuevariabili,ctermine viealnumero
composizio
one) sonofunzionebo
temodo:
anemoltocessi,maque a tale p
umerodimicomplemenene indicatobinarioint
oni sono ra
NOT, NANDooleana:
complesse,ueste sonoproblema si
interminintandoquelo conmi, dabella.
ppresentati
D E NOR. A ,
cherichiedmolto cost utilizzano
2nedognile ilcuivaldove il ped
i dalle segu
Ad esempioilcircuitoe
derebberomtoseeoccule forme
minterminlorenellatadice sta ad
42
uenti porte
o vogliamoequivalente
molteporteuperebberocanoniche.
esiottieneabelladella indicare il
2
e
oe
eo.
eal
43
Maxtermine:Datenvariabili,ilnumerodimaxtermini2nedognimaxterminesiottienefacendo lORdi tutte levariabili, complementandoquelle il cuivalorenella tabelladellaverit 1. Ciascunmaxtermine viene indicato conMi, dove il pedice sta ad indicare ildecimalecorrispondentealnumerobinariointabella.
Ognimintermineilcomplementodelcorrispondentemaxtermineeviceversa.Ognifunzionebooleanapuessereespressacomea) Sommadimintermini(formacanonicasommadiprodotti)b) Prodottodimaxtermini(formacanonicaprodottodisomma)
Proponiamounesempioatrevariabili(x,y,z):x y z mi Mi 0 0 0 m0 M0 0 0 1 m1 M1 0 1 0 m2 M2 0 1 1 m3 M3 1 0 0 m4 M4 1 0 1 m5 M5 1 1 0 m6 M6 1 1 1 m7 M7
Epossibilenotarecomeadesempio
LEZIONE14Per esprimere una funzione booleana F come somma di mintermini, si considerano solo lecombinazioni di variabili tali che F=1 e i rispettivi mintermini. Se, invece, lavoriamo con imaxtermini, siopera inmanieraduale, cio si considerano solo imaxterminiassociatialvalorenullodella funzione e simoltiplicano tradi loro.Consideriamo ad esempio la seguente tabelladellaverit:
x y z mi Mi F0 0 0 m0 M0 00 0 1 m1 M1 10 1 0 m2 M2 00 1 1 m3 M3 01 0 0 m4 M4 11 0 1 m5 M5 01 1 0 m6 M6 01 1 1 m7 M7 1
Inquesto caso ; sinteticamente si scrive: 1,4,7.Considerandoinveceimaxtermini,risulta 0,2,3,5,6.Efaciledimostrarelequivalenzadelledueespressioni:
Spessounacostituitadutile saperiportiamo
CondisgnorquemadelAd
Che
ComopebooORboopor
NeiprounNO
a funzionedaalmenour convertirolaseguentnversione dgiuntiva (sormaledisgiuel termine)xtermini)sitipo esempio:
elastessa
mpletezzaeratori:NOoleana puNOT).Inpoleana. VedrtaNAND(N
i circuiti diodotteanchmaggiornuT,NANDe
booleananunterminere una funteprocedurda formaommadipruntivalAND. Per ottenieseguepe(dove
afunzionee
funzionale:OT,AND,OR. essere sinraticaconsdiamo ad eNOTAND):
gitali la poheporteNOumeroditraNOR.
nonappareincuinon
nzione dallaa:normale arodotti, cioDconelemenere la forerognitermlavariabile
espressacom
: lalgebraSipudimntetizzata csolo2operesempio co
rtaNANDOT,NOR,ecansistor,pe
escritta in fcompaionoa forma no
a forma camintermientideltiporma canonminedellafomancante
mesomma
booleanamostrare (cocon solo 2ratorisiposme esprim
quella chcc...Lealtrertantoneic
formacanootuttelevaormale a q
anonica: peini) sieseguo (dica congiunormanorminquelterm
diminterm
binaria onDeMordei 3 ope
ssonodefinere ilNOT,
he si trovaeportelogiccircuitidefin
onica,ma inriabilidacuquella cano
er ottenereueperogndovelantiva (prodaledisgiuntmine).
mini(formac
stata defgan) cheoeratori (tipiiretuttigli, lAND e l
pi spessoche(comeAnitivicons
n formanouidipende.onica e a
e la formani terminedvariabilemdotto di sotivalORco
canonica).
finita assegogni genericicamente AoperatoridOR solame
o,ma possANDeOR)sigliabileuti
44
rmale,cioPuesseretale scopo
a canonicadella formamancanteinmme, cioonelementi
gnando treca funzioneANDNOT edellalgebraente con la
ono essererichiedonoilizzaresolo
4
eo
aani
eeeaa
eoo
Matabdelnel1)
2)
Solrisuson
Inripo00dalInuvoltmasarsolacascomadij
Usocomlem1)
2)
appediKarnbelladellavle portelespressionLemappeecoslaprDuecaselleitamentesiultapicomnoriportate
ogni casellortato sop011011 cladiacenteumeri inserta involtappeKsipuannoriportamentegliselle adiacembinata pe acenti(convariabilisoo dellemamesommamappeK,deI raggruppconsideratcombinazioI singoli rnumerodicos fatti simplicanti
naugh:unaeritunacalogiche, rine.Lemappsonodacorimacolonnesonoadiaiutilizzanomplicato.Fisetremappe
a va inserira. Per riscome ci siperunsolo
ritiallinternilvaloredeudecideretatinellama0nellecaseenti; infatti,er ottenere 1, )nostateelippe K e codimintermevesoddisfapamenti dita almenoonidiverseraggruppamicasellepesono chiamprimichep
mappaKaselladeldducendo apediKarnaunsiderarsisnacentisedismappeKpessatonnuediKarnaug
ito il valorespettare lai aspettereobitedancnodellamaecimaledelese lavorarappasologellecomple, ad esempe un unico inunamapminate,peroncetto di iini,ilproceareleseguecaselle deuna volta
menti devonrdareorigi
mati implicapossonoess
undiagramiagrammasal minimoughpresentspazicircola
stanodiunser2,3e4vumerodivagh,rispettiv
e della fun secondaebbe; infatchelultimaappaKa4numerobi
recon imingli1nellaloementari.Lapio, ogni co termine c).GeneppaKanrtantocontimplicanti pedimentodientiregole:evono essea. Una pa
no essereinealminontiprimi. Sereottenut
mmachefastesso.Sono il numertanodueprari,incuila
solobitvariabili.Perariabili,lamvamentepe
nzione a sepropriet,tti in quesrigaecolovariabilisoninarioABCDnterminiocorocorrettaasemplificacoppia di mche abbiaeralizzando,variabili,derrnjvprimi: conssemplificaz
ere tali chearticolare
scelti in mornumerodSi definiscoticonunas
acorrispondoutilizzatero di termropriet:primariga
runnumermappaKavrr2,3e4va
econda dellordine to modonnasarannonostatiottDconAMcon imaxteposizione;
azionenelleminterminiuna variab,unraggruporigineadariabili.sideriamo uzioneditale
e alla finecasella pu
modo da radicombinazno implicanolacombin
dereadognperlasemmini che
adiacent
rodivariabi2ncaselleariabili:
valore de
000111ogni caseloadiacentitenuticonsiMSBeDermini:nelaltrimentis
emappeKadiacenti pbile in meppamentodduntermin
una funzionefunzione,
ogni caseu essere
acchiuderezioni.Raggrnti primi esazione.
45
nirigadellaplificazionecompaiono
eallultima
limaggiore.Diseguito
lle variabili10 e nonla differiralleprime.iderandodiLSB.Con leprimocasosiporrannodatadallepu essereno (ad es.di2jcaselleenelquale
ne espressaapplicando
lla statainclusa in
il maggiorruppamentissenziali gli
5
aeo
a
eo
in.ieooee.ee
ao
an
rii
Quatteutil
Alg1)
2)
3)
4) 5)
Unavoltaedispositivoportalogicmododaoes. datreNAN
Se effettumediantesDatalareadalprimosFinoraabbovverofuninuscita(0
indi nellutenzione adlerifarsialsgoritmodimRacchiudecasellacheTrovareleracchiudera2,mainTrovare caracchiuderRipetereilSedopoanon combincluderle
effettuatalo,maspesseca,tipicameottenerefac ope ,apND:
assimo lasoleporteNalizzazioneasostituendo
biamopresonzioniperle0o1)notaa
tilizzare le individuarseguentealminimizzaziore in un ceenonpuecasellecherleinuncerpimodi)aselle cherleinuncerpassaggio3vereffettubinate, comnelminorn
operazioneevolteneenteNAND.cilmenteunrandoilNOpplicandoD
stessa proNOR.Generaduelivelliotuttelepooinconsideequaliadoapriori.Esis
mappe Kre subito glgoritmodione:erchietto esserecombsipossonorchietto(no
si possonorchietto3)pergruppato tutte le
mbinarle connumerodir
LE
ediminimizecessariodisVediamoocircuitoco
OTduevolteeMorgan:
cedura unralizzandopilogici(ANDorteconleNerazionesolognicombinstonoper
bisogna risli implicantminimizzaz
e considerabinataconaocombinareonconsider
combinare
pida8,16,eproceduren caselle graggruppam
EZIONE1zzazione,segnareilcoracomescrstituitoesce,otteniam
altra voltapossiamoafDOR),ilcirNANDoconlamentefunnazionedivcasiincuin
spettare leti primi essione:
re come imaltreeconunasorarecaselle
e con altre
..escrittesingi considermentipossib
15possibilereircuitoricorrivereunaflusivamente
olastessaf,cheun
, otterremffermarechrcuitoconsnleNOR.nzioniboolevariabiliininontuttele
regole 1)enziali. Per
mplicante p
olaaltracascheposson
e tre caselle
norasono rrate in preile.
ealizzarelosrrendosolafunzioneinedaporteNfunzionediafunzione
mo la stese:oleporteN
eanecompngressoauscitesono
e 2) , mar evitare am
primo esse
sellainunsnoesserera
e in un so
rimasteancecedenza, c
schemacircmenteaduformanormNAND:partenza:booleanac
ssa funzion
NANDoNO
letamenteassociataunodefinite:
46
a ponendombiguit,
nziale ogni
olomodoeaggruppate
lomodo e
coracasellecercando di
cuitaledeluntipodimalein
ostituita
e espressa
Rsiottiene
specificate,navariabile
6
o
i
ee
e
ei
a
e
,e
Funzioni nesseredef
a) Nob) En
ing
InentrambcasidiindiIn tali circcombinaziodellacomo
Esaminiamdigitali:
VarEssverlec
Abb
non compleinitapertutnhaimportnotoaprioressibiicasisihfferenza(doostanze sionidont coditnelcre
mo ora alcu
riatoreBCDsocostituiscroepropriocifreda0a9
biamoquin
etamente stteleconfigtanzailvalori infased
annotanteontcare).creaugualmare. Succeseareigrupp
ni circuiti c
a7segmencelabasedo(circuitolo9:
di4ingress
pecificate:gurazionideoreassuntoiprogettoc
funzionieq
mente lamssivamentepidicaselle.
Circuiticcombinator
ntiituttiidispogico)eda
sie7uscite,D0000000011
Una funzioellenvariperdetermche,perce
quivalentia
mappaKepossibile.
combina
ri frequente
playincuicundisplay
,ilchevuolC B A DE0 0 0 00 0 1 10 1 0 20 1 1 31 0 0 41 0 1 51 1 0 61 1 1 70 0 0 80 0 1 9
one booleaiabili.Questminateconfirtecombin
secondade
sipongonoe sostituire
atorinotiemente uti
ompaionoiasettesegm
dire7funzEC a b c d0 1 1 1 11 0 1 1 02 1 1 0 13 1 1 1 14 0 1 1 05 1 0 1 16 1 0 1 17 1 1 1 08 1 1 1 19 1 1 1 1
na a n vtopuaccaigurazioniazioni,non
elvalorech
odelleX inalleX il va
ilizzati nei p
inumeri.Ementiconc
ioniboolead e f g
1 1 00 0 01 0 10 0 10 1 10 1 11 1 10 0 01 1 10 1 1
variabili potadereindue
nsipresent
hesiattribu
n corrispondalore0o1
pi comuni
formatodacuipossib
anea4varia
47
trebbe nonecasi:
anomaigli
uisceaFnei
denzadellea seconda
i dispositivi
alvariatorebileformare
abili:
7
n
i
i
ea
i
ee
E italispefuncofa15,
MuEunseleingsele
E fimpperingcomunorico
DemE ipacconusc
nutilescriv valori conecificate,dinzionibooleostituireletarscheinildisplaysi
ultiplexeruna rete cuscita a seezioni e coressi, a secezioni,cuic
facile notarpossibile cor,considerressi: municazionio solo canostruiscaid
multiplexeril duale decchetti. Hansideriamocite:
vere lecomn un singoloconseguen
eane:tteredellalcasodisbairesettinon
combinatorieconda di uon z lusccondadellacorrisponde
re come glostruire unariamogene iperchrenale. Naturdati.Atales
rlmultiplexeun singoluningresso
binazionicho display.Qnzaabbiamo
fabetoalzi,sesidonmostrand
ia che permun codice dcita, ponen selezione,eranno4ing
i ingressi tamappa derici ingress ndepossibalmente dascoposiutil
er e si occuo ingressooe2selezio
hevannodQuesto uodiverseso
ovessepreseoalcunvalo
mette di sedi selezionedo sele si avrungressi:
totali (variai Karnaughsi, sempli ileserializzal lato ricelizzaildemu
upa di ricoo, selezoni,alloraa
da10a15,n esempiooluzionipe
entareunaore(tutti0)
elezionaree. Indicandoezioni, avrenadetermin
abili in ingr per ottence scrivere. Il mare idati inevente cultiplexer.
ostruire il dioni e avremo4u
risultandodi funzionrassegnare
combinazio
uno deglio con I gmo 2natauscita.
resso) sianoere la funzlequazion
multiplexernpacchettibisogno d
ato framm 2 uscitscite,cio3
impossibilei non compeparticolar
onecompre
ingressi egli ingressi,2 ingressiPoniamo i
o ben 6, ilzioneminimiche lega utilizz
(bit)ed indi un dispo
entato, chete. Se, pe3ingressiin
48
eesprimerepletamenteivalorialle
esatra10e
presentarecon s le. Fissati gliil casodi2
che rendemizzata. Se,luscitaaglizato nelleviarli lungoositivo che
e giunge inr esempio,ntotalee4
8
eee
e
eei2
e,ieoe
n,4
HalLharisum
A e cor
Nei
Ilri
Ful
LucosancingLat
Inqcirc
lfadderalfadderultato in uset,nonco
e B sono g rrispondeci
icircuitidig
porto,inve
ladderltimo circustruire lunichedelriporessi(iduetabelladella
questo casocuitodigital
un sommascita componsiderand
gli addendi, .rcuitalment
gitalipossi
ce,
ito fondamit aritmetortoprecedeaddendiedaveritdive
o ecorrispon
atorecheereso il ripooiriportip
A
, S la soIl simboloteallaporta ibilesostitu
.Ilcircuit
mentale cheicologica (entenellefdilriportopenta:
A00001111
ndenteils
esegue la soorto. Si chiprecedenti.A B S C0 0 0 00 1 1 01 0 1 01 1 0 1omma e Co indicaaXOR.Sfru
uirelaporta
tocorrispon
e esaminer(ALU). Queffettuarelaprecedente
B R S0 0 00 1 11 0 11 1 00 0 10 1 01 0 01 1 1
seguente:
omma tradiama halfLatabelladC0001il riporto.a una somttandoilme XORcome
ndenteallh
remo il fsto sommasomma;pee)edueusc
C00010111
duenumeri perch sodellaveritc
Tramite lamma esclusetodosucci; segue:
alfadder
fulladder,atore comertantoinquite(lasomm
e
ibinarie reomma solacorrisponde
mappa Ksiva (eXclusitato,otten
ilseguente
mattone bmpleto e tuestocasomaeilnuov
49
estituisce ilamente perente:
otteniamo:sive OR) eiamo
e:
basilare periene contoavremotrevoriporto).
. Il
9
lr
:e
roe.
l
Conbit. ripo
Chicom
Per famigllogiche Nsicuramensolamentevarierannovolessirap
nunsingolo. Se voglia ortoinuscit
aramentemputazione
lia logica siOT,NOR,Nte un segne 2 come do in modoppresentare
ofulladderamo somme tadiunofu
il tempo dedelsingolo
i intende uNAND,ecc.nale di tendovrebbe econtinuo ilasequenz
rpossibilemare tra lo)ngadaripo
i calcolo diofulladder.
Fam
un particola..Considernsione. I vessere perin un interzalogica010
esommareoro due nunecessarioortoinentra
iventa .
miglielogaremodo diamoun civalori cherealizzare
rvallo deter0100,dovre
solamenteumeri di lporreincaataperlalt
4 , dove
gichedi realizzarrcuitodigitla tensioneun sistemrminato daeiavereun
duenumerunghezza pascata4fullro:
e il t
e in formaale. Il segne potr asa basato sllalimentazondaquadr
ridilunghepari a 4 bladder,inm
tempo nece
a integratanaledaelabssumere nosu logica bzione. Idearadiquesto
50
zzaparia1bit (ad es.modocheil
essario alla
le funzioniborare saron sarannobinaria, maalmente, seotipo:
0
1.l
a
ioae
Macisono1) Lis2) Lap
Pertanto2livellilog
Lozerologmentrenestazioni alcircuitaleefinitoediv
Consideria
Pertension(0 logico).transcaratt
oduedettagstantaneitpossibilitdnecessariogici.Cosfac
gicoelunollazonaintsuo intern
edallatecnoversodazer
moilcasod
niminoridiIl caso iteristicane
gliimpossibdellacommdiaveredueoinnanzitutcendo,cisir
logicosiavermediasino. La dinaologia.Chiaro.
diuninvert
2 lusideale perlcasodiun
bilidaottenmutazione0etensionipttodetermiritroverne
vrannoquanavrindetemica VMAXVaramenteli
LE
itoreideale
scitauguale stesseminvertitore
erefisicam01perfettamen
nareduesoellaseguent
ndolatensierminazioneVMIN deteintervalloz
EZIONE1e;essoavr
lea (1motivazioniereale:
ente:
ntedefinite,ottointervatecondizion
ionesitrove,pertantoerminata dzonaproibit
16comecarat
logico);meesposte in
,cuicorrisplliditensione:
erallinterbisognereallalimentatasaratt
tteristicaI/O
entreperte precedenz
pondono0eoni,cuisono
rnodiquegevitarecheazione, daltraversatoin
Oilseguent
ensionisupeza.Osservia
51
e1logicioassociatii
gliintervalli;latensionela tipologianuntempo
tegrafico:
eriorizeroamo ora la
1
i
;eao
oa
Nellezoneelevatissimdingresso
Definiamologico(NO
SwiIlpech
Soginteprobiseseg(cosponomele
Mamisinpcon(L)Gra
ecompresemo. In P1 eealtrettant ,; ,; ,; , , ,diseguitoT)reale:inglogico:rIningressInuscitaipiccolofhiaramenteglia logica:ersezione togetto si teettrice.Emgnale in ingn )ostersempme di rigettronico(coargini dimmsuraquantitpresenzadinilbuonfu). Con la faficamente
traN1eP1e P2 unitateperquell , ; , ; , ; ,; ,; ,alcuni impo
rappresentaso , ,
raidueponepigrandesi indica
tra la caraende a impomolto impogressopari. Procedenprepiinanerazioneomelospikemunit ai dtativadellarumore.Ilnzionamenfilosofia deliMIDsono
etraN2eario e negaleduscita:0logicoinzonaproib1logicoin0logicozonapro1logicoortantipara
alestension ,,
nelecondize,megliocon (Ltteristica dorre il valortantesesa do con leltosinoaradel segnalee,unarapiddisturbi: i mcapacitdiMIDdefintodelgatel caso peggrappresent
P2 ilguadaativo. E po
ningressobitaningressoinuscitaoibitaoinuscitaametriper
nedellazon
zionipistr.Logic Thresdellinvertitoore inmodoiconsidera (conaltre porteaggiungeree digitale,dopiccoditmargini diiunafamignibilecomee.Edefinitogiore, il gatabilicos:
agnopresossibile ind
determinar
naproibita
ringentiper
shold Voltaore e la bo taleda renopi inve 0), lae NOT, si aunvaloreche riparatensionechmmunit alialogicadielamassimaosiasullivete avr co
sochnullodividuare 3
re lepresta
rilfunziona
age) e rapbisettrice Iendere simertitori incaprimauscitavr che lalecito.Quesagli effettedurapochi disturbi (funzionareatensionedelloalto(HmeMID il
o,mentretrzone per
azionidiun
amentodell
ppresenta iIII quad
mmetrico ilascata; infatasar tensionestoprocessti causati dhims).(MID) fornecorrettamdirumorecH)chesuqminimo tr
52
raP1eP2le tensioni
invertitore
invertitore
l punto didrante. Nelgrafico allatti,posto il in uscita sisoprendeildal rumore
iscono unaenteanchecompatibileuellobassora H e L.
2
i
e
e
ilalile
aeeo.
Secheesa
Inqcon1) 2) 3)
Inclin
Fanlogconseg
Quuscess
lin
poniamo i ,e luscita dattamente
questomodnsiderazioniEntrambiiAparitdiA parit dsimmetrica
conclusionepossibileformazione
nout: il fanicaaffinchndizionelogguitoconla
esto inverticita,maquasenonscen 5,vertitorere
Hn cascata einqdel primo,:
doabbiamoi:MIDsonofS.L.,iMID
di S.L. e ae,ilmarginesommaree.nout ilmlasuatengica.Perdetanalisicircui
itore logicoalilmassidaaldisot 0.1,estituircom
, due portequestocasocoincide co
compensat
frazionidellcresconoal, H e L c
edimmunito sottrarr
massimonusionediuscterminareiitaleperde
osemplificamonumerottodelvalo 2,pmevalorei
,eNOT e alloponiamoon lentrat
tolerrorea
loS.L.diusclcresceredcrescono ta
taidisturbre al seg
umerodipocitarimanglfanoutsieterminarei
tohacollegoditalipororedisogliaper 1,nuscitalu
L ,ingresso ailcasopegta del seco
alprimoNO
citaecrescoelguadagnanto pi qu
biquelvanale in i
orte collegagavicinoalprocedecoilmassimon
gateNrerteaffinchaancoraint ,. nologico(
,bbiamo giore,incuondo, lusci
OT.PerilM
onoconquointornuanto pi l
loreditensngresso se
abili inuscivalorenomonladetermnumerodip
esistenze(platensioneterpretabile 0,interru ).
,ui ita del sec
IDvalgono
estonoa .la caratteri
sione(delruenza comp
ita adunaminalerelatiminazionedportecolleg
porte logicheaicapidie?PoniamottoreapertSeilvalore
53
, risulter,.Datocondo sar
leseguenti
istica I/O
umore)chepromettere
dataportaivoaquelladelMIDeingabili:
e)uguali inciascunadiilcasocheo,pertantoealdisotto
3
o
i
ee
aan
nieoo
del
calc
col Fan
ingnom
Riassum
1) Un2) Uno3) Una4) Un5) Un
Vediamo oprestazion
Nellelogicsvuotamen
Quando 1.Se,inveccui 0il guadagnassumereesemplificalogicheara
quale la tcolosemlegandoinnin: il faniressoadunminalerelatmendoquaguadagnoaoswinglogatensionedmarginedfanouteleora le piisonootten
hearappornto.Iltipop
ce, 0,checorrisno , chevalorimoltativo di coapporto,ch
tensione noplice: uscita8gatin analognadataporttivoaquellantodettosaltoicoelevatodisogliatalimmunitaevatoimportantinibiligrazie
L
rtoNMOSvpisemplice
,ilMOS ,ilMspondeanche coincideto elevati (me funzionhevedremo
on deve sce
teavremoago al fanoutalogicaaffacondizioninora,unbu
edarenderaidisturbie
famiglie loaiparamet
LE
LogicheavengonoutiediportaN
offenonMOSacceheallo0logcon quello(dovendo ena linvertitdiseguito:
endere per3.5 ancoralunout; infatti finchlasuelogica.uoninvertit
relacarattelevato
ogiche utiliztrivistisino
EZIONE1arapporilizzatiMOSNOTatecno
passacorrsoepuesgico.Questo delMOS,essere integtore aNMO
r avere 1 lo8.57 ologicoalli ilmassimuatensione
toredeveav
eristicasimm
zzate in elera.
17toNMOSSFETacanaologiaNMOS
ente;pertassereconsidtinvertitore, basso,grata).QueOS; in realt
ogico 8. Il fanngressodico numerodiuscitarim
vere:
metrica
ettronica di
Slen,siaaSquesto:
nto deratocomeemoltoscdato che lasto di soprt sono pre
, 3.5out8,vuciascunodidi porte comangavicin
igitale, per
adarricchim
,checoreuncortoccadente,ana resistenzra solo uesenti tre t
54
5, allora iluoldirecheessi.ollegabili innoalvalore
le quali le
mentochea
rrispondeacircuito;perchepercha non puun esempiotipologie di
4
le
ne
e
a
aroi
Log
Intsi taleaffeseche invzerdrivimpsicu
In imm
Daparparcomsva
gicaarappo
tuttelelogiavr in
e condizionermareche
elacorrente ece,poniamo,altrimenver.Dopo aporre uramente
questa e
sia incognmunitaidie.Riscri
e
cisidedurametridarametri (mporterebbantaggio.
ortoconcar
chesonopuscita lo
, .ne semprilloadsias , , iledidraind , 0 mo tivorrebbeaver appur,perrisp
2 2 quazione.Letensionnita; in realisturbi.Incoviamolequ
uce ilmotivindividuare
, , be un eno
ricosaturato
resenti2Mzero log
. Il MEssendore verificatasempreinsaldriverspdelloadsia direchenoato chepupettarelaLK ,sappiamonidisogliadt imonclusione,uazionemet
2
,ma,essenLe
opercuiqe sono in ra 1, rme spazio
o
MOS:ilLoadgico, altrimMOS di a per iMOaturazione.pentoenoidenticame
,,allora
onpotrebbeu scorrereKC:notiamo , che: deidueMOmpostaalm,possiamoattendoallo
, ndoinentraequaziones 2 uestafamigapporto co 5,
o da occup
d(carico)ementi sicarico
,risultaOSFET ad aOrastudianpuscorntenulla, , ci faavremochescorrerecla correnteocheildriv ,,
OSsononotmomentodaffermarecstessomem , , ambiicasiosiriducea: , ,glia logicasstante tra 0.2),pare sul c
ilDriver(piavr lunin zona
a , 0,arricchimenmoiduecarerecorren 0 a ridurre loe correntetrae , vediaverlavorainpertantosc 2 , te,percipoellaprogettcheivalori