Cómo diseñar un circuito (solo con transistores) que toma 0V a 3.3V en la entrada y genera un pulso negativo de 1ms en la salida.
Input : ______|‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾‾
Output: ‾‾‾‾‾‾|______|‾‾‾‾‾‾
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Cómo diseñar un circuito (solo con transistores) que toma 0V a 3.3V en la entrada y genera un pulso negativo de 1ms en la salida.
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Output: ‾‾‾‾‾‾|______|‾‾‾‾‾‾
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Aquí hay una topología que usa dos transistores, dos resistencias y un capacitor. Soy consciente de que va en contra del requisito " que solo usa transistores ", pero creo que las resistencias y los condensadores están bien.
Como puede ver, es solo una puerta NAND simple donde una entrada es la versión filtrada de paso alto de otro. Y la salida del osciloscopio a la derecha muestra que, de hecho, crea pulsos de 1 ms a medida que el reloj aumenta.
Si desea mejorar ligeramente este circuito, debe colocar un diodo desde el suelo hasta la puerta inferior, de esta manera la puerta nunca pasa por debajo de 0.7 V, y el circuito puede oscilar aún más rápido antes de que el pulso de 1 ms choca entre sí.
Ahora, tiempo para un poco de matemáticas, así que durante la entrevista dirán "ah, este tipo sabe lo que está haciendo".
El voltaje de umbral de estos NMOS en particular es de 1.5 V, y para simplificar, supongamos que no estamos manejando el circuito a 200 Hz como yo. Supongamos que lo estamos manejando a una velocidad de 1 Hz o más, lo que significa que el gráfico de la parte inferior izquierda comenzará a 3.3 V y bajará a 0 V, en comparación con 2.5 V
La ecuación para el voltaje de un condensador de descarga en una conexión RC es: $$ \grande V_c = V_E (1-e ^ {\ frac {-t} {RC}}) $$ Y queremos que \ $ V_c \ $ sea igual a 1.5 V después de 1 ms. Después de reescribir, obtenemos esta ecuación:
$$ \grande RC = \ dfrac {-t} {\ ln \ bigg (\ frac {V_E-V_C} {V_E} \ bigg)} $$
Entonces, digamos que tenemos un valor de 1 µF, eso es realista, y calculamos R, el parámetro que es mucho más fácil de cambiar de todos los parámetros. Así que conectemos nuestros números y obtengamos R
$$ \grande R = \ dfrac {-1 \ text {ms}} {(1 \ text {µF}) \ ln \ bigg (\ frac {3.3 \ text {V} -1.5 \ text {V}} {3.3 \ text {V }} \ bigg)} \ approx1649 \ text {Ω} $$
¿Por qué no uso 1649 en el simulador? Porque hice el gif antes de hacer la ecuación y soy demasiado perezoso para actualizar el gif. Cambié los 2.2 kΩ a 1649 para verificar que estoy en el punto, y sí, también parece un pulso de 1 ms.
¿Asumo que conoce la ecuación para la descarga de un condensador en un circuito RC?
sí lo hago. Es muy fácil de derivar, en comparación con otras ecuaciones.
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