Auswahl von Widerständen für RTL-Gatter

Ich habe auch viele bestimmte Transistortypen. Zum Beispiel über 26000 der Sorte PN2222A. (Die sind zum Glück ziemlich eng verpackt.) Ich habe so viele, weil ich sie an Studenten verschenke und sie sehr, sehr billig bekommen habe.

Ich weiß nicht, was Sie beabsichtigen, da Sie nicht wirklich viel sagen. Aber meine frühere Erörterung hier deckt fast alle wichtigen Punkte ab, die Sie bewältigen müssen, damit dies gut funktioniert. (Es implementiert auch einen Volladdierer mit 9 Transistoren in RTL – nicht zu verwechseln mit einer anderen RTL, Register-Transfer-Ebene, die eher auf ASIC-Design anwendbar ist.)

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Alle Tordesigns erfordern Spezifikationen. Du hast nur nach Fanout gefragt. Aber Sie haben keine Spezifikationen angegeben. Ohne diese ist eine seriöse Beantwortung Ihrer Frage nicht möglich.

Lassen Sie mich also einige Spezifikationen erstellen. Mit der einzigen Eingabe, die Ihre Wahl ist$V_{CC}=6\:\textrm{V}$, würde ich diese Auswahl treffen:

$$\begin{align*} 5.7\:\textrm{V} \le & \:V_{CC} \le 6.3\:\textrm{V}\\ &\: V_{HI_{MAX}}=V_{CC}\\ 60\% \cdot V_{CC} \le & \: V_{HI_{MIN}}\\ & \: V_{LO_{MAX}} \le 20\% \cdot V_{CC} \\ 0\:\textrm{V}=& \: V_{LO_{MIN}} \end{align*}$$

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In Bezug auf Fanout muss das Gate in der Lage sein, alle Eingänge gleichzeitig zu akzeptieren$V_{LO_{MAX}}$und bei voller Belastung am Ausgang mit$N_{MAX}$damit verbundene Eingänge behalten immer noch eine Ausgangsspannung bei, die größer als ist$V_{HI_{MIN}}$. (Dies bedeutet, dass bei allen Eingängen, die den maximal zulässigen Strom für eine "0" an den Basisknoten liefern, der Transistor immer noch ausreichend ausgeschaltet bleibt , damit der Ausgang nicht nach unten gezogen wird$V_{HI_{MIN}}$.)

Im anderen Eckfall geht es nicht um Fanout, sondern erfordert stattdessen, dass das Gate alle seine Eingänge akzeptiert, außer einem, an das es gebunden ist$V_{LO_{MIN}}$und den Rest angebunden haben$V_{HI_{MIN}}$und ohne jegliche Ausgangsbelastung, um zu helfen, eine Ausgangsspannung von weniger als aufrechtzuerhalten$V_{LO_{MAX}}$. (Dies bedeutet, dass, wenn alle bis auf einen Eingang überhaupt keinen Strom an den Basisknoten liefern und nur ein Eingang den minimal zulässigen Strom für eine "1" an den Basisknoten liefert, der Transistor ausreichend eingeschaltet bleibt, so dass der Ausgang unten gehalten wird$V_{LO_{MAX}}$ohne Hilfe durch zusätzliches Laden am Ausgang.)

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Die folgende Anordnung ist nicht ganz gut genug:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Stattdessen sollten Sie auf jeden Fall so etwas in Betracht ziehen:

^{Simulieren Sie diese Schaltung}

Hier,$V_{EE}$wäre vielleicht lieber unterirdisch. Aber als akzeptabler Kompromiss im Rahmen des Designprozesses kann es einfach geschliffen werden. Sie müssen nur auf Ihre Margen achten.

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Sie müssen auch die Bandbreite der BJT-Parameter berücksichtigen, die Sie wahrscheinlich mit einer Charge diskreter Teile erleben werden. Im Allgemeinen bedeutet dies etwa eine Abweichung von Faktor 2$\beta$(z. B. von 150 auf 300) und eine Variation um den Faktor 3 oder 4$I_{SAT}$.

Größtenteils die$\beta$Variation bedeutet lediglich, dass Sie den erwarteten Mindestwert verwenden; und einen separaten Wert für "Sättigungsmodus" (z. B. 10 oder 15.)

Der Wert von$I_{SAT}$bedeutet eine Variation von$V_{BE}$, was wichtig ist, um zu bestimmen, wo Sie Ihre Basisknoten-Spannungsschwellenwerte festlegen. Selbst wenn Sie zum Beispiel eine Variation um den Faktor 3 in beide Richtungen annehmen, dann erwarten Sie eine Variation von$V_{BE}$von etwa$26\:\textrm{mV} \cdot \operatorname{ln}\left(3\right)\approx 29\:\textrm{mV}$um den Mittelpunkt. Unter Berücksichtigung der Basisknotenspannung von$400\:\textrm{mV}$als aus und eine Basisknotenspannung von$600\:\textrm{mV}$as on würde wahrscheinlich bedeuten, dass Sie als okay wären$430\:\textrm{mV}$ist wahrscheinlich weit genug entfernt$570\:\textrm{mV}$Diese Teilvariation wird Ihr Design nicht zerstören. (Denken Sie daran, dass der Kollektorstrom jeweils um den Faktor 10 variiert$60\:\textrm{mV}$und damit ein Faktor von mehr als 200 in Bezug auf den Kollektorstrom.)

Mit diesen Gedanken und der anderen Seite, die ich bereits für Sie verlinkt habe, sollten Sie in der Lage sein, das Fanout für jedes bestimmte Design, das Sie erstellen, auszuarbeiten. Ich habe die wichtigen zu überprüfenden Randbedingungen angegeben, sowohl in Bezug auf die Eingangs- als auch auf die Ausgangsanordnungen, um das Gate zu überprüfen, sowie auf zu berücksichtigende Variationen der BJT-Parameter. (Widerstandswerte von 1 % sind leicht zu bekommen und daher können Sie diese Werte wahrscheinlich einfach als gegeben nehmen - wenn Sie sich jedoch in der Nähe von Rändern befinden, sollten Sie diese Variation wahrscheinlich auch einbeziehen.)