97COU019 .......Corrigé : Point de fonctionnement d'une porte logique

1. Sur les indications du constructeur, on trouve la tension minimale de sortie à l’état haut, notée VOH min et telle que :

VOH min = 2,7 V.

Le point Plim a été placé sur la caractéristique tracée à la réponse 3.1..

2. En utilisant la caractéristique VOH = f (IOH), on peut en déduire le MET d’une porte logique côté sortie (sortie à l’état haut):

ET = VOH pour IOH = 0 = 4 V

3.

3.1. Pour tracer la caractéristique de la DEL, on sait :

(par exemple si iDEL = 40 mA alors uDEL = 1,6 + 240.10-3 = 1,68 V)

3.2. Le point de fonctionnement s’établit à l’intersection de la caractéristique VOH = f(IOH) et de la caractéristique de la DEL uDEL = g(iDEL). On obtient un point de coordonnées :

3.3. La diode électroluminescente éclaire ; elle est en effet traversée par un courant d’intensité 29 mA. Elle peut donc servir d’indicateur de niveau logique ‘’1’’ côté sortie de la première porte NAND.

3.4. Le niveau VOHP1 = 1,66 V ne correspond pas à un ‘’1’’ logique pour l’entrée de la deuxième porte NAND ; en effet on trouve dans les grandeurs caractéristiques des portes NAND utilisées le niveau VIH min = 2 V.

4.

4.1. Le point de fonctionnement P2 est placé sur le graphe établi à la question 3.1..

On a placé VP2 telle que VP2 = VIHmin = 2 V.

4.2. La caractéristique de l’association série R + DEL est tracé sur le graphe établi à la question 3.1.. Pour tracer cette caractéristique il faut ajouter point par point la caractéristique de la DEL et celle de la résistance. Etant donné que l'association est de type série, on maintient i = cste et on construit :

uDEL+R = uDEL + uR.

4.3. On en déduit graphiquement :

uDEL = 1,65 V pour iDEL = iP2 = 25 mA.

4.4. Reprenons le schéma du montage côté sortie de la porte :

Une loi des mailles permet d’écrire :

- VOHP2 + RIOHP2 + uDEL = 0

Soit numériquement :