Logiche RTL e TTL - Parte 2

Corrente nel collettore e comportamento dell'invertitore

È questa corrente in parte una corrente entrante nel collettore di Q₂ per cui βF = 2. Quest’ultima è anche la corrente I_Dd2 uscente dalla base di Q₂, ossia: I_b(Q_d) = -βF1 = 1.19 βF 1. La elevata corrente I_Dd2 estratta dalla base di Q_d produce una riduzione significativa del tempo di commutazione, quando tutta la capacità della base è scarica, la tensione di base scende sotto il livello di soglia 1.0e2 e la corrente di base si annulla. Il tempo di commutazione t_s è trascurabile rispetto a quello dell'invertitore RTL visto precedentemente. Ciò ovviamente non vuole dire che il tempo di propagazione complessivo t_lm sia trascurabile, poiché quest'analisi prescinde dal problema di un'instabile capacità di uscita che, pur tendendo attraverso la resistenza RS, determina un tempo di entrata che non è trascurabile anche in presenza di un transistore che idealmente commutasse in un tempo nullo. Per ovviare a questo problema, comune a tutti gli invertitori con carico resistivo, si è introdotto per le porte TTL uno stadio di uscita.

Invertitore TTL in configurazione "totem pole"

In un invertitore a transistore bipolare con carico capacità non trascurabile, il tempo di scarico della capacità attraverso il transistore in saturazione, che presenta una bassa resistenza tramite le correnti di scarico I_HL, è molto minore di quello di carico che avviene attraverso la resistenza di carico, tramite la corrente di carico I_HL. È possibile spostare la resistenza R_C dal collettore all’emettitore, ma in quel caso il transistor, ad ogni tempo di carico della capacità, caricherà dalla stessa forma di scarico ovvero attraverso la resistenza. In questo secondo caso, solo le forme di carica avvengono in un tempo più breve perché avvengono attraverso la resistenza equivalente del transistore in saturazione e quindi con una corrente di carico I_HL relativamente elevata, mentre le scariche avvengono relativamente più tardi e si sviluppano attraverso la resistenza R_e con una corrente di carico I_WL.

Questa corrente comporta una corrente entrante nel collettore di Q₁ per cui α β = χ. Quest'ultima è anche la corrente I_cd2 uscente dalla base di Q₄, ossia: I_b(Q_d)₂ = - β_f I_z ≈ - 1.49 β_f I₁. La elevata corrente I_cd2 estratta dalla base di Q_d produce una riduzione significativa di V_CE del tempo di scarica_LO, quando tutta la capacità V_CE del carico si annulla. Il tempo di scarica t_s è trascurabile rispetto a quello dell'invertitore RTI uscita precedentemente. Ciò ovviamente non vuole dire che il tempo di propagazione complessivo t_PH sia trascurabile, perché quest'analisi prescinde dal problema di un'indefinibile capacità di uscita che dipende da cariche esterne R_d che determinano un tempo C_i salto. Non è trascurabile in presenza del transistore che idealmente commutatore in un tempo nullo. Per ovviare a questo problema, comune a tutti gli invertitori con carico resistivo, si è introdotto per la porta TTL uno stadio di uscita.

Totem pole e comportamento del segnale

Se un invertitore a transistori bipolari con carico capacitivo non trascurabile, il tempo di scarica della capacità attraverso il transistore in saturazione che presenta una bassa resistenza tramite le correnti di scarico I_HL è molto minore di quello di carico che avviene attraverso la resistenza di carico, tramite la corrente di carico I_HL. È possibile spostare la resistenza R_C dal collettore all'emettitore, ma in quel caso il carico, il transistor ad ogni transito della capacità, caricherà permanentemente dalla forma mista le scarica ovvero attraverso la resistenza. In questo secondo caso, solo le forme di carica avvengono in un tempo più breve perché attraverso la resistenza equivalente del transistore in saturazione e uguale con una corrente di carico I_HL relativamente elevata, mentre le scariche avvengono relativamente più tardi e a sviluppo attraverso la resistenza R_e e con una corrente di carico I_HL e la corrente.

Si noti che in questo secondo caso le uscite non invertono il segnale. Dall'osservazione del comportamento complementare di questi due circuiti, scaturisce la possibilità di utilizzarli entrambi per la carica e scarico delle capacità in uscita. Questo circuito viene denominato totem pole perché, in analogia con le figure dei pali totem degli indiani, presenta il transistore QB seduto su quello QA. Il circuito totem pole permette di ridurre il tempo di scarica e quello di carica perché in entrambi i casi la capacità vede...