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Retta di carico (1)
La retta
dipende solo
da entità
esterne al
diodo.
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Leonello Servoli
1
Retta di carico (2)
Dipende solo
da entità
esterne
al transistor.
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Punto di lavoro (1)
Punto di lavoro = intersezione tra retta di carico e
caratteristica del dispositivo, identificata da una terna
di valori VCE, VBE, IC
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3
Punto di lavoro (2)
IB
VBE
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Punto di lavoro (3)
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Punto di lavoro (4)
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Punto di lavoro (5)
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Limiti di potenza
Grafico dei limiti
della potenza
di un circuito
dove è presente
un transistor e
possibili rette di
carico.
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Coppia
differenziale (1)
Configurazione
simmetrica con
i due transistor
Q1 e Q2 il più
possibile identici,
montati in
configurazione ad
emettitore comune
entrambi in
regione attiva.
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Coppia Differenziale (2)
Se i due transistor sono in regione attiva 
le correnti base-collettore sono praticamente nulle.
La legge delle maglie applicata alla maglia formata
dalle due giunzioni base emettitore dà:
-V1 + VBE1 – VBE2 +V2 = 0
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Coppia Differenziale (3)
le correnti IC1 ed IC2 sono:
IC1= aFIES e(V
;
/VT)
BE1
IC2= aFIES e(V
BE2
/VT)
Se supponiamo VBE1 > VT  IC1/IC2=e(V
BE1
- VBE2)/VT
IC1/IC2=e(V - V )/V  IC1/IC2=e(V /V )
1
2
T
d
T
Con Vd = V1 - V2= VBE1 - VBE2 = differenziale delle
tensioni.
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Coppia Differenziale (4)
Per la legge dei nodi:
- (IE1+ IE2) = IEE = IC1/αF+ IC2/αF ;
Dividendo tutto per IC1/αF :
αFIEE/IC1 = IC2/IC1 + 1 ;
e quindi:
IC1= αFIEE/(1+e(-V /V )) ; IC2= αFIEE/(1+e(+V /V )) ;
d
Vo1= VCC – IC1RC ;
Vo2= VCC – IC2RC ;
d
T
T
Vo= Vo1 – V02 = -RC( IC1– IC2);
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Caratteristica di trasferimento
Zone saturazione 
commutazione
Zona lineare 
amplificazione
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Simulazione coppia differenziale (1)
Vcc
47k
RB
47k
RL
Q2-Collettore
Q1-base
V1
V3
Q2N2222
Q1
Q2N2222
Q2
Q2-base
V2
0.01
I1
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Simulazione coppia differenziale (2)
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Limiti di funzionamento dei transistor
I limiti per un transistor n-p-n 2N2222A:
•
•
•
•
•
Corrente massima di collettore (800 mA)
Massima dissipazione di potenza (0.5 W)
Massima tensione di uscita (breakdown VCE < 40 V)
Perforazione
Massima tensione di ingresso ( VBB < VEB ∼ decina V)
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Amplificatore Operazionale (1)
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Amplificatore Operazionale (2)
Sommatore
invertente
Sommatore non
invertente
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Amplificatore Operazionale (3)
Integratore
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Amplificatore Operazionale (4)
Derivatore
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Amplificatore Operazionale (5)
Calcolatore
analogico
Equazione: d2v0 = vi - B dv0 - Cv0
dt2
A A dt
A
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Segnali analogici e digitali (1)
Segnale Analogico: la grandezza può assumere
qualunque valore all’interno di un intervallo
Segnale Digitale Binario: la grandezza può
assumere solo 2 valori.
Livelli logici (1)
Sistema a logica
positiva
Sistema a logica
negativa
Tensioni
Tensioni
VH2
VH2
1 logico
VH1
VL2
indeterminato
VL2
0 logico
VL1
VH1
VL1
Livelli logici (2)
Logica positiva
Logica negativa
Segnale Digitale
Importanti: i livelli V1 e V2 e l’intervallo minimo di
scansione temporale del segnale (in questo caso t2 – t1)
Rumore (1)
Rumore per segnale
analogico
Rumore (2)
Un segnale digitale è più immune al rumore di uno
analogico perché ammette una banda di variazione
entro cui lo stato è univocamente definito.
Mentre il rumore analogico viene trasportato lungo
tutto il circuito, quello digitale viene filtrato dal primo
dispositivo che attraversa.
Es.: Invertitore
V
t
V
t
VO
V+
Vth
Caratteristica di trasferimento: reale
V+
ideale
VI
Rumore (3)
Margine di rumore per l’1
logico: VOH - VIH
Margine di rumore per lo 0
logico: VIL - VOL
Funzioni logiche (1)
Funzione binaria a una variabile: Z=f(A)
 Z=A ; Z=A
2 possibili funzioni logiche
Funzione binaria a due variabili: Z=f(A,B)
4 combinazioni di input (2x2)
4 valori per la funzione di output, uno per ogni
combinazione
Quindi 16 possibili funzioni logiche.
Funzioni logiche (2)
Le 16 funzioni logiche non sono indipendenti.
Le funzioni più note sono: AND,OR,NAND,NOR,XOR
(porte logiche)
Essenzialmente basta una sola funzione per realizzare
tutte le altre (NAND o NOR).
È sufficiente progettare un dispositivo elettronico che
implementi una di queste porte logiche per poter descrivere
completamente lo spazio delle funzioni logiche di due
variabili.
Funzioni logiche (3)
Si possono definire delle operazioni all’interno dello
spazio delle variabili logiche:
Operazione somma (+) A + B = 1 se A o B sono 1;
0 se A e B sono 0;
Operazione prodotto: A x B = 0 se A o B sono 0;
1 se A e B sono 1;
Famiglie Logiche
I dispositivi di una famiglia hanno le stesse caratteristiche
fondamentali.
La classificazione per famiglie è:
Famiglie BJT: (TTL,ECL,etc.)
Famiglie MOS: (NMOS,CMOS,etc.)
Famiglie DTL: (presentano sia diodi che transistor)
Sistema DL (Diode Logic)
Porta OR
implementata in
logica negativa
con il sistema DL.
V(1) = 0 Volts
V(0) = 5 Volts
VR = V(0) = 5 Volts
Porta OR in logica negativa
Se tutti gli ingressi sono nello stato 0 (V=5 Volts)
 VR – v1 = 0 ; VR – v2 = 0 ; VR – v3 = 0 ;
 Tutti i diodi sono polarizzati inversi e non conducono
 v0 = V(0) = 5 Volts
Se un ingresso v1 = V(1) = 0 Volts  il diodo D1 sarà
polarizzato direttamente; infatti:
v0 = V(0) – [V(0)-V(1)- Vγ]R/(R+Rs+Rf)
Rf = resistenza diretta del diodo. Se si sceglie R>> Rs–Rf
 v0 ≅ V(1) + Vγ ≅ 0.6 Volts = V(1)
Simulazione OR DL Log. Neg. (1)
Va
R1
V3
Vb
10
R2
V1
Vc
V2
10
10
R4
D1N4148
D3
D1N4148
-5
V4
D1
D1N4148
R5
D2
50k
Vout
Simulazione OR DL Log. Neg. (2)
Logica negativa
0,0,0  0
Porta AND in logica positiva (1)
Che succede se
prendiamo lo stesso
circuito ed
applichiamo una
logica positiva:
V(1) = 5 Volts
V(0) = 0 Volts
VR = V(1) = 5 Volts
Porta AND in logica positiva (2)
Se tutti gli ingressi sono nello stato 1 (V=5 Volts)
 VR – v1 = 0 ; VR – v2 = 0 ; VR – v3 = 0 ;
 Tutti i diodi sono polarizzati inversi e non conducono
 v0 = V(1) = 5 Volts
Se un ingresso v1 = V(0) = 0 Volts  il diodo D1 sarà
polarizzato direttamente; infatti:
v0 = V(1) – [V(1)-V(0)- Vγ]R/(R+Rs+Rf)
Rf = resistenza diretta del diodo. Se si sceglie R>> Rs–Rf
 v0 ≅ V(0) + Vγ ≅ 0.6 Volts = V(0)
Simulazione AND DL Log. Pos. (1)
Logica positiva
1,1,1  1
Porta AND in logica negativa (1)
In questo caso
costruiamo una porta
AND in logica
negativa:
V(1) = 0 Volts
V(0) = 5 Volts
VR = V(1) = 0 Volts
Porta AND in logica negativa (2)
Se un solo ingresso v1 è nello stato 0 (V=5 Volts)
Il diodo corrispondente è polarizzato direttamente.
Infatti:
v0 = V(0) – [V(0)-V(1)- Vγ] Rs/(R+Rs+Rf) – Vγ
Poiché Rs/(R+Rs+Rf) << 1  v0 ≅ V(0)
Se tutti gli ingressi sono nello stato 1 (V=0 Volts)
per tutti i diodi vale:
v1– V(1) = 0 ; v2– V(1) = 0 ; v3– V(1) = 0 ;
 Tutti i diodi sono polarizzati inversamente  v0=V(1)
Simulazione AND DL Log. Neg. (1)
Va
R1
V3
Vb
10
R2
V1
Vc
V2
10
10
R4
D3
D1N4148
D1
0
V4
D1N4148
D2
R5
D1N4148
50k
Vout
Simulazione AND DL Log. Neg. (2)
Logica negativa
1,1,1  1