ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Περίοδος Σεπτεμβρίου Διδάσκοντες: Κ. Ευσταθίου Γρ. Καλύβας Τετάρτη 6// ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίνεται αναστροφέας με φορτίο Depletion MOSFET, και ζητείται:. Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική μεταφοράς θεωρώντας ότι περνά από το σημείο =Vo=.V και δείχνοντας τις περιοχές λειτουργίας των MOSFETs και βρείτε τη συνθήκη που πρέπει να ισχύει ώστε να συμβαίνει αυτό.. Λαμβάνοντας υπ όψη τα αποτελέσματα του (), βρείτε τα ζεύγη τιμών (, Vo) όπου ένα τουλάχιστον από τα δύο MOS- FETS αλλάζει περιοχή λειτουργίας. Δίδεται: VDD=V VTN=V VTD=-V ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίνεται Pseudo CMOS αναστροφέας και ζητείται:. Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική μεταφοράς θεωρώντας ότι περνά από το σημείο =Vo=.V και δείχνοντας τις περιοχές λειτουργίας των MOSFETs και βρείτε τη συνθήκη που πρέπει να ισχύει ώστε να συμβαίνει αυτό.. Λαμβάνοντας υπ όψη τα αποτελέσματα του (), βρείτε τα ζεύγη τιμών (, Vo) όπου ένα τουλάχιστον από τα δύο MOSFETS αλλάζει περιοχή λειτουργίας. Δίδεται: VDD=V VTN=V VTP=-V ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίνεται CMOS αναστροφέας και ζητείται:. Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική μεταφοράς θεωρώντας ότι περνά από το σημείο =Vo=.V και δείχνοντας τις περιοχές λειτουργίας των MOSFETs και βρείτε τη συνθήκη που πρέπει να ισχύει ώστε να συμβαίνει αυτό.. Λαμβάνοντας υπ όψη τα αποτελέσματα του (), βρείτε τα ζεύγη τιμών (, Vo) όπου ένα τουλάχιστον από τα δύο MOSFETS αλλάζει περιοχή λειτουργίας. Δίδεται: VDD=V VTN=V VTP=-V ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 6 Νοεμβρίου
ΘΕΜΑ Ο () Θεωρώντας ιδανικούς τους CMOS αναστροφείς που τροφοδοτούνται με τάση VDD=V και έχουν τάση m=(=vo)=vdd/, βρείτε την χαρακτηριστική μεταφοράς του κυκλώματος για R=kΩ και R=kΩ. ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίδεται το ΝMOS network μίας σύνθετης πύλης CMOS.. Να βρείτε τη λογική έκφραση της εξόδου Υ.. Να σχεδιάσετε το PMOS network. ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ' W W Kn, p = Kn, p = µ n, pcox L L ( ) I, = K V V για V V V DS SAT GS T DS GS T ( ) I, = K ( V V ) V V για V V V DS TRIODE GS T DS DS DS GS T Σημείωση: Οι εξισώσεις για το PMOS είναι ίδιες με τη διαφορά ότι αναστρέφονται οι δείκτες των συμβόλων. Πχ: ISD αντί για IDS και VSD, VSG αντί για VDS,VGS. Καλή Επιτυχία ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 6 Νοεμβρίου
Nov A Vdd := Vtd := Vtn := n := := :=,... Vnsat( ) := Vtn Vdsat( ) := Vdd + Vtd Vnsat( ) Vdsat( ),, Vtn, n ( ) ( Vtd) ( Vdd ) ( Vdd ) = Kr ( n Vtn) Solving for Kr we get: Kr := ( Vtd Vdd Vtd + Vdd Vdd + ) ( n + Vtn) Kr = 9 Obviously, Point is this one the Enhanced MosFet is p := Vtn Vop := Vdd p = Vop = Obviously, Point is the given n, p := n Vop := p = Vop = Finally at Point is the given n and is p := n Vop := n Vtn p = Vop =
Vnsat( ) Vdsat( ) Vop Vop Vop,, Vtn, n, p, p, p
Nov A Vdd := Vtp := Vtn := n := := :=,... Vnsat( ) := Vtn Vpsat( ) := Vtp Vnsat( ) Vpsat( ),, Vtn, n ( Vdd + Vtp) ( Vdd ) ( Vdd ) = Kr ( n Vtn) Solving for Kr we get ( Vdd + Vtp Vdd Vtp ) Kr := ( n + Vtn) Kr = Obviously, Point is this one the NMOSFET goes on p := Vtn Vop := Vdd p = Vop =
At Point NMOS goes from Sat to lin whereas PMOS is Lin Given Vo= Vtn ( Vdd + Vtp) ( Vdd Vo) ( Vdd Vo) = Kr ( Vtn) Find(, Vo) 7 6 6 + + 6 6 7 6 6 6 6 =...9.98 7 p 6 6 := + Vop 6 6 := + p =. Vop =. At Point PMOS goes from Lin to Sat whereas NMOS is Lin Vop := Vtp ( Vdd + Vtp) = Kr ( Vtn) Vo Vo p := ( Vdd + Vtp Vdd + Vtp + Kr Vtn Vop + Kr Vop ) Kr Vop p =. Vop = Vnsat( ) Vpsat( ) Vop Vop Vop,, Vtn, n, p, p, p
Nov A Vdd := Vtp := Vtn := n := := :=,... Vnsat( ) := Vtn Vpsat( ) := Vtp Vnsat( ) Vpsat( ),, Vtn, Vdd+ Vtp, n ( Vdd n + Vtp) = Kr ( n Vtn) Solving for Kr we get ( Vdd + n Vtp) Kr := Kr = ( n + Vtn) Obviously, Point is this one the NMOSFET goes on p := Vtn Vop := Vdd Obviously Point is at the given point n, whereas is p = Vop = p := n Vop := n Vtp p = Vop = Obviously for Point is at the given point n, whereas is p := n Vop := n Vtn p = Vop = and finally, Point is this one the PMOSFET goes off p := Vdd + Vtp Vop := p = Vop =
Vnsat( ) Vpsat( ) Vop Vop Vop Vop,, Vtn, Vdd+ Vtp, n, p, p, p, p
Nov A Vdd := V R := kω R := kω When =Low and in order the input of the first inverter to become Vdd/, is calculated Vdd R = Low R + R Vdd Low := ( R + R) Low = V R When =High and in order the input of the first inverter to become Vdd/, is calculated Vdd R = Hi R + R R + Vdd R + R Hi Vdd ( R R) := Hi = V R Output Voltage Input Voltage
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Περίοδος Σεπτεμβρίου Διδάσκοντες: Κ. Ευσταθίου Γρ. Καλύβας Τετάρτη 6// ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίνεται αναστροφέας με φορτίο Depletion MOSFET, και ζητείται:. Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική μεταφοράς θεωρώντας ότι περνά από το σημείο =.V Vo=.V και δείχνοντας τις περιοχές λειτουργίας των MOSFETs και βρείτε τη συνθήκη που πρέπει να ισχύει ώστε να συμβαίνει αυτό.. Λαμβάνοντας υπ όψη τα αποτελέσματα του (), βρείτε τα ζεύγη τιμών (, Vo) όπου ένα τουλάχιστον από τα δύο MOS- FETS αλλάζει περιοχή λειτουργίας. Δίδεται: VDD=V VTN=V VTD=-V ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίνεται Pseudo CMOS αναστροφέας και ζητείται:. Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική μεταφοράς θεωρώντας ότι περνά από το σημείο =,V Vo=.V και δείχνοντας τις περιοχές λειτουργίας των MOSFETs και βρείτε τη συνθήκη που πρέπει να ισχύει ώστε να συμβαίνει αυτό.. Λαμβάνοντας υπ όψη τα αποτελέσματα του (), βρείτε τα ζεύγη τιμών (, Vo) όπου ένα τουλάχιστον από τα δύο MOSFETS αλλάζει περιοχή λειτουργίας. Δίδεται: VDD=V VTN=V VTP=-V ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίνεται CMOS αναστροφέας και ζητείται:. Να σχεδιάσετε την χαρακτηριστική μεταφοράς θεωρώντας ότι περνά από το σημείο =V Vo=.V και δείχνοντας τις περιοχές λειτουργίας των MOSFETs και βρείτε τη συνθήκη που πρέπει να ισχύει ώστε να συμβαίνει αυτό.. Λαμβάνοντας υπ όψη τα αποτελέσματα του (), βρείτε τα ζεύγη τιμών (, Vo) όπου ένα τουλάχιστον από τα δύο MOSFETS αλλάζει περιοχή λειτουργίας. Δίδεται: VDD=V VTN=V VTP=-V ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 6 Νοεμβρίου
ΘΕΜΑ Ο () Θεωρώντας ιδανικούς τους CMOS αναστροφείς που τροφοδοτούνται με τάση VDD=V και έχουν τάση m=(=vo)=vdd/, βρείτε την χαρακτηριστική μεταφοράς του κυκλώματος για R=kΩ και R=kΩ. ΘΕΜΑ Ο () Στο σχήμα δίδεται το ΝMOS network μίας σύνθετης πύλης CMOS.. Να βρείτε τη λογική έκφραση της εξόδου Υ.. Να σχεδιάσετε το PMOS network. ΤΥΠΟΛΟΓΙΟ ' W W Kn, p = Kn, p = µ n, pcox L L ( ) I, = K V V για V V V DS SAT GS T DS GS T ( ) I, = K ( V V ) V V για V V V DS TRIODE GS T DS DS DS GS T Σημείωση: Οι εξισώσεις για το PMOS είναι ίδιες με τη διαφορά ότι αναστρέφονται οι δείκτες των συμβόλων. Πχ: ISD αντί για IDS και VSD, VSG αντί για VDS,VGS. Καλή Επιτυχία ΨΗΦΙΑΚΑ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 6 Νοεμβρίου
Nov B Vdd := Vtd := Vtn := n := := :=,... Vnsat( ) := Vtn Vdsat( ) := Vdd + Vtd Vnsat( ) Vdsat( ),, Vtn, n ( ) ( Vtd) ( Vdd ) ( Vdd ) = Kr ( n Vtn) Solving for Kr we get: Kr := ( Vtd Vdd Vtd + Vdd Vdd + ) ( n + Vtn) Kr = Obviously, Point is this one the Enhanced MosFet is p := Vtn Vop := Vdd p = Vop =
Point Deplition in Lin and Enhanced in Sat Given Vo= Vtn ( ) ( Vtd) ( Vdd Vo) ( Vdd Vo) = Kr ( Vtn) Find(, Vo) + + 9 9 9 9 =....786 p := + 9 Vop := + 9 p =. Vop =. Point : Deplition in Sat, Enhanced in Lin Given Find(, Vo) p := 8 Vo= Vdd + Vtd ( Vtd) = Kr ( Vtn) Vo Vo 8 =. Vop := p =. Vop = Vnsat( ) Vdsat( ) Vop Vop Vop,, Vtn, n, p, p, p
Nov B Vdd := Vtp := Vtn := n :=. := :=,... Vnsat( ) := Vtn Vpsat( ) := Vtp Vnsat( ) Vpsat( ),, Vtn, n ( Vdd + Vtp) = Kr ( n Vtn) Solving for Kr we get Kr := ( Vdd + Vtp) ( n + Vtn) Kr = 6 Obviously, Point is this one the NMOSFET goes on p := Vtn Vop := Vdd p = Vop = Obviously Point is the given point n, p := n Vop := p =. Vop = and Obviously for Point is the given n and Vo is p := n Vop := n Vtn p =. Vop =.
Vnsat( ) Vpsat( ) Vop Vop Vop,, Vtn, n, p, p, p
Nov B Vdd := Vtp := Vtn := n := := :=,... Vnsat( ) := Vtn Vpsat( ) := Vtp Vnsat( ) Vpsat( ),, Vtn, Vdd+ Vtp, n ( Vdd + Vtp) = Kr ( n Vtn) Solving for Kr we get ( Vdd + n Vtp) Kr := Kr = ( n + Vtn) Obviously, Point is this one the NMOSFET goes on p := Vtn Vop := Vdd p = Vop = Obviously Point is at the given point n, whereas is p := n Vop := n Vtp p = Vop = Obviously Point is at the given point n, whereas is p := n Vop := n Vtn p = Vop = and finally, Point is this one the PMOSFET goes off p := Vdd + Vtp Vop := p = Vop =
Vnsat( ) Vpsat( ) Vop Vop Vop Vop,, Vtn, Vdd+ Vtp, n, p, p, p, p
Nov B Vdd := V R := kω R := kω When =Low and in order the input of the first inverter to become Vdd/, is calculated Vdd R = Low R + R Vdd Low := ( R + R) Low =. V R When =High and in order the input of the first inverter to become Vdd/, is calculated Vdd R = Hi R + R R + Vdd R + R Hi Vdd ( R R) := Hi =. V R Output Voltage Input Voltage