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Solución:
Esos “puertos lógicos” (los llamaría “inversores”, y algunas personas los llaman “no puertas”) tienen una salida de corriente/potencia limitada. Al conectar varias unidades en paralelo, simplemente multiplica la capacidad actual de la unidad. Puede tirar de una carga más pesada con dos caballos (o mulas o bueyes) que con uno.
Y, por separado, impulsar cada lado del transductor con una señal de voltaje completo, pero de fase opuesta, también multiplica la potencia real entregada a la carga. Eso se llama una carga atada a un puente. Se encuentra comúnmente en amplificadores de audio que funcionan con una potencia limitada. En particular, los sistemas de sonido en vehículos que desarrollan grandes cantidades de energía con el suministro nominal de 12V.
Ref: https://en.wikipedia.org/wiki/Bridge-tied_load
Un controlador tiene una capacidad máxima de corriente de salida. Cuando coloca dos controladores en paralelo, la capacidad de corriente de salida se duplica idealmente. En realidad, no siempre se duplica exactamente debido a las deficiencias, pero la corriente de salida es casi el doble de la corriente que cada controlador puede entregar solo.
Con respecto al voltaje, cuando un controlador emite alto (~Vcc), el otro emite bajo, y viceversa. Entonces, la excursión de voltaje de la salida está cerca de 2 * Vcc.
Los inversores se ponen en paralelo para que juntos puedan impulsar una corriente mayor, que idealmente es el doble de la clasificación del inversor individual. Cada inversor, de hecho, puede conducir una corriente limitada, y este valor se encuentra en la hoja de datos del dispositivo.
Sin embargo, me gustaría señalar que este circuito funciona correctamente solo si los inversores en paralelo son de tipo CMOS, no TTL. De hecho, sin ninguna resistencia de compensación, no puede conectar dos BJT en paralelo para lograr una corriente mayor: debido a la falta de coincidencia entre dispositivos, uno de los dos BJT conducirá una parte mayor de la corriente y se auto- calor. Esto a su vez aumentará la corriente que impulsa BJT, en una retroalimentación positiva, con consecuencias obvias.
Para que quede claro por qué poner en paralelo dos inversores CMOS equivale a tener un “inversor más grande”, basta con dibujar los esquemas internos del inversor (ver más abajo) y conectar dos de ellos en paralelo.
Encontrará que los dos pMOSFET están en paralelo. De manera similar, los dos nMOSFET están en paralelo. Consideraré solo los nMOSFET, pero lo mismo ocurre true para los pMOSFET. Dados los valores de VGS y VDS (es decir, los voltajes con respecto a Vss, en el nodo A y Q, respectivamente), la corriente de los dos MOSFET será igual (suponiendo una coincidencia perfecta de las características). Esto significa que la conexión en paralelo resultante de los dos inversores puede conducir una corriente que es el doble con respecto a un solo inversor.
Uno podría preguntarse por qué es seguro (a diferencia de los BJT) aquí poner MOSFET en paralelo. Esto se debe a que cuando la temperatura aumenta, la corriente de drenaje disminuye. En otras palabras, si hay un desequilibrio de las dos corrientes de drenaje, el MOSFET que conduce la corriente más grande se calentará. Esto inducirá una retroalimentación negativa (en lugar de positiva), porque su resistencia equivalente aumentará, reduciendo la corriente.
Para responder al punto B, basta ver que N7-8 son manejados por N6, lo que invierte el nivel lógico visto por N9-10. Por lo tanto, cuando N7-8 emita un nivel lógico “alto”, N9-10 generará un nivel lógico “bajo” (y viceversa). Por lo tanto, obtendrá una onda cuadrada simétrica, con una amplitud de VDD-VSS (valor pico a pico: 2 * (VDD-VSS)). El condensador C5 tiene la función de bloquear cualquier componente de CC residual que se produzca debido a una coincidencia no perfecta de todos los inversores y/o debido a un ciclo de trabajo del 50% no perfecto.
Si SENS1 – C5 hubiera sido accionado solo por N7-8 (y no también por N9-10), el SENS1 habría sido accionado con una onda cuadrada de CA de amplitud (VDD-VSS)/2 (valor pico a pico de VDD- VSS.C5 simplemente eliminaría el componente de CC, es decir, VDD-VSS).
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