3. Расчёт токов и напряжений в схеме:

Произведём расчёт для следующих входных сигналов:

x1 x2 x3 x4

0 0 0 0

1 1 1 1

0 1 1 1

Для выполнения расчётов, полагаем что:

• ,

• 

• Обратный ток диода - не больше 1мкА;

• Ток БТ находящегося в режиме отсечки - не больше 1мкА

• Напряжение между коллектором и эмиттером БТ, находящегося в режиме отсечки =0,1В

• Падение напряжения на диоде при прямом включении: 0,7 В

• Напряжение на переходе эмиттер-база БТ при прямом включении: 0,7 В

• Напряжение на переходе коллектор-база БТ при прямом включении: 0,6 В

• Коэффициент передачи тока БТ в активном режиме =50;

• Коэффициент передачи тока БТ в инверсном режиме =0,05;

2.3.1. Расчёт токов и напряжений при комбинации на входе: 0000

x1=x2=x3=x4=0

При и .

Расчёт в точке А:

Потенциал в точке:

Диоды VD1 и VD2 открыты, тогда потенциал в точке

состоит из входного напряжения и падения напряжения на диоде, которое примерно равно 0.7:

Ток в точке:

Расчёт в точке В:

Потенциал в точке:

Диоды VD6 и VD7 открыты, тогда потенциал в точке

состоит из входного напряжения и падения напряжения на диоде, которое примерно равно 0.7:

Ток в точке:

Расчёт в точке С:

Потенциал в точке:

Транзисторы VD3, VD4 закрыты, тогда полагая, что все три p-n-перехода VD3, VD4 и эмиттерный переход VT1 одинаковы, получаем напряжение на базе транзистора:

Ток в точке: так как для открытия транзистора нужно напряжение примерно 0.7 В, то

Расчёт в точке D:

Потенциал в точке:

Транзисторы VD5, VD8 закрыты, тогда полагая, что все три p-n-перехода VD5, VD6 и эмиттерный переход VT2 одинаковы, получаем напряжение на базе транзистора:

Ток в точке: так как для открытия транзистора нужно напряжение примерно 0.7 В, то

Расчёт в точке E:

Потенциал в точке будет равен разности напряжения на базе-эмитторе VT2 и напряжения питания:

Ток в точке:

ток в точке находится по формуле, током транзистора в режиме отсечки мы пренебрегаем, так как оно на несколько порядков меньше (1мкА),

.

Результат расчёта:

2.3.2. Расчёт токов и напряжений при комбинации на входе: 1111

x1=x2=x3=x4=0

При .

Расчёт в точке А:

Потенциал в точке:

При подаче на входы «логической 1», диоды VD1 и VD2 будут включены в обратном направлении (закрыты), через них будет протекать обратный ток, который не больше 1мкА (так как он на несколько порядков ниже токов в схеме мы им пренебрегаем). Основной же ток будет протекать через диоды VD3 и VD4 и эмиттерный переход транзистора, на каждом из p-n-переходов падает напряжение 0.7В, поэтому:

Ток в точке:

Расчёт в точке В:

Потенциал в точке:

При подаче на входы «логической 1», диоды VD6 и VD7 будут включены в обратном направлении (закрыты), через них будет протекать обратный ток который не больше 1мкА (так как он на несколько порядков ниже токов в схеме мы им пренебрегаем). Основной же ток будет протекать через диоды VD5 и VD8 и эмиттерный переход транзистора, на каждом из p-n-переходов падает напряжение 0.7В, поэтому:

Ток в точке:

Расчёт в точке С:

Потенциал в точке:

Потенциал в точке будет равняться падению напряжения на диоде, т.к. VD3, VD4 открыты:

, следовательно, на базу будет подаваться напряжение достаточное для открытия транзистора и перехода его в режим насыщения

Ток на резисторе R3:

Расчёт в точке D:

Потенциал в точке:

Потенциал в точке будет равняться падению напряжения на диоде, т.к. VD5, VD8 (открыты):

, следовательно, на базу будет подаваться напряжение достаточное для открытия транзистора и перехода его в режим насыщения

Ток на резисторе R5:

Расчёт в точке Е:

Потенциал в точке:

Транзисторы VT1 и VT2 находятся в режиме насыщения, тогда напряжение на их коллекторах будет примерно равно:

, что соответствует «логическому 0» на выходе.

Ток в точке:

Результаты расчёта:

2.3.3. Расчёт токов и напряжений при комбинации на входе: 0111

x1=0, x2=x3=x4=1,

При и .

Расчёт в точке А:

При подаче на вход x1 «Логического 0» VD1 открыт, а VD2 будет закрыт и ток от источника питания будет проходить через диод VD1, и напряжение в точке А тогда:

Ток в точке:

Расчёт в точке В:

Потенциал в точке:

При подаче на входы диодов VD6 и VD7 «логической 1», они будут включены в обратном направлении, через них будет протекать обратный ток. Основной же ток будет протекать через диоды VD5 и VD8 и эмиттерный переход транзистора, на каждом из p-n-переходов падает напряжение 0.7В, поэтому:

Ток в точке:

Расчёт в точке С:

Потенциал в точке:

Полагая, что все три p-n-перехода VD3, VD4 и эмиттерный переход VT1 одинаковы, получаем напряжение на базе транзистора:

Ток в точке: так как для открытия транзистора нужно напряжение примерно 0.7 В, то

Расчёт в точке D:

Потенциал в точке:

Потенциал в точке будет равняться падению напряжения на диоде:

, следовательно, на базу будет подаваться напряжение достаточное для открытия транзистора и перехода его в режим насыщения

Ток на резисторе R5:

Расчёт в точке Е:

Потенциал в точке:

Транзистор VT1 находится в режиме отсечки, а VT2 находится в режиме насыщения, тогда напряжение на их коллекторах будет примерно равно:

, что соответствует «логическому 0» на выходе.

Ток в точке:

Результаты расчёта: