ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 4

Σχετικά έγγραφα
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. n channel. p channel JFET

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 9

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 5

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ενότητα 8: Ενισχυτές με διπολικά τρανζίστορ. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ.

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 1

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 2

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 1

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 6

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 5

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 3

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 7

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 4

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 7

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 3

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 6

Ηλεκτρονική. Ενότητα 9: Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου (FET) Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ IΙ Ενότητα 8

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 1

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 2

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Διοικητική Λογιστική

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Ιστορία της μετάφρασης

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Kruskal

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Εφηρμοσμένη Θερμοδυναμική

Εισαγωγή στους Η/Υ. Ενότητα 2β: Αντίστροφο Πρόβλημα. Δημήτρης Σαραβάνος, Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Μηχανολόγων & Αεροναυπηγών Μηχανικών

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 2

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Θέματα Εφαρμοσμένης. Ενότητα 14.2: Η ψήφος στα πρόσωπα. Θεόδωρος Χατζηπαντελής Τμήμα Πολιτικών Επιστημών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Διδακτική της Πληροφορικής

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Διοικητική Λογιστική

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ενότητα 10: Κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ.

Λογιστική Κόστους Ενότητα 10: Ασκήσεις Προτύπου Κόστους Αποκλίσεων.

ΣΤΑΘΜΟΙ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Διοίκηση Επιχειρήσεων

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Μάρκετινγκ Αγροτικών Προϊόντων

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Σχεδίαση Μεικτών VLSI Κυκλωμάτων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Τίτλος Μαθήματος: Εργαστήριο Φυσικής Ι

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Διοίκηση Εξωτερικής Εμπορικής Δραστηριότητας

1 η Διάλεξη. Ενδεικτικές λύσεις ασκήσεων

Εργαστήριο Χημείας Ενώσεων Συναρμογής

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΕΠΙΔΡΑΣΗΣ ΠΕΔΙΟΥ. Eλεγχος εσωτερικού ηλεκτρικού πεδίου με την εφαρμογή εξωτερικού δυναμικού στην πύλη (gate, G).

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Ενότητα. Εισαγωγή στις βάσεις δεδομένων

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών. L d D F

Μυελού των Οστών Ενότητα #1: Ερωτήσεις κατανόησης και αυτόαξιολόγησης

ΜΕΤΑΔΟΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ. Ενότητα 2: Αγωγή. Χατζηαθανασίου Βασίλειος Καδή Στυλιανή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ

ΗΛΕΚΤΡΟΤΕΧΝΙΑ-ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 4: Πόλωση των FET - Ισοδύναμα κυκλώματα Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Σχεδιασμός ενοτήτων: 1. Ημιαγωγική δίοδος 2. Ένωση pn 3. Τρανζίστορ FET 4. Πόλωση των FET - Ισοδύναμα κυκλώματα 5. Ενισχυτές με FET 6. Διπολικό τρανζίστορ (BJT) 7. Πόλωση των BJT - Ισοδύναμα κυκλώματα 8. Ενισχυτές με διπολικά τρανζίστορ 9. Ενισχυτές με ενεργό φορτίο 10. Κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων 4

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΠΟΛΩΣΗ ΤΩΝ FET - ΙΣΟΔΥΝΑΜΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ

Περιεχόμενα ενότητας 1. Εισαγωγή πόλωση τρανζίστορ JFET (διαφ. 7-11) 2. Πόλωση τρανζίστορ MOS (διαφ. 12-14) 3. Καθρέπτες ρεύματος (διαφ. 15-21) 4. Ισοδύναμα κυκλώματα (διαφ. 22-29) ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ 6

Σύμβολα των FET G D S n channel G D S J FET p channel n-mos πύκνωσης p-mos πύκνωσης 7

JFET (1/2) Ι D = k[(v GS - V p )V DS - V 2 DS /2] XAΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ n-jfet Περιοχή πριν από τη φραγή Ι D = Ι DSS (1 - V GS / V p ) 2 Περιοχή μετά τη φραγή XAΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΕΣ ΕΞΟΔΟΥ n-jfet (Ι DSS = V p 2 k / 2) Vp ΤΑΣΗ ΦΡΑΓΗΣ Επίδραση τάσης Early V A = 1 / λ : Vp 8

JFET (2/2) V CC I REF I OUT 9

Κυκλώματα πόλωσης JFET V CC V DD V CC V DD V CC V DD G D R D G D R D R 1 G D R D R V G G S R G S R S R 2 S R S I R EF I O UT I R EF I O UT I R EF I O UT 10

Κύκλωμα αυτοπόλωσης με JFET R G G V DD R D S R S D V DD = i D (R D + R S ) + υ DS i D = - υ DS / (R D + R S ) + V DD / (R D + R S ) Ευθεία φόρτου DC V GS = -I D R S (I G = 0) Ι D = Ι DSS (1 - V GS / V p ) 2 = Ι DSS (1 + I D R S / V p ) 2 11

Πόλωση MOSFET (1/3) nmos 12

Πόλωση MOSFET (2/3) 13

Πόλωση MOSFET (3/3) Πόλωση με σταθερή τάση V GS Πόλωση με αντίσταση πηγής R S 14

Πόλωση MOSFET με καθρέπτη ρεύματος 15

Καθρέπτης ρεύματος με τρανζίστορ n-mos (τρανζίστορ στον κόρο) Για το Q1 είναι: V DS = V GS > V GS V t 16

Καθρέπτες ρεύματος για απορρόφηση (sink) και παροχή (source) ρεύματος (τρανζίστορ στον κόρο) 17

Καθρέπτης ρεύματος Wilson (τρανζίστορ στον κόρο) 18

Τροποποιημένος καθρέπτης ρεύματος Wilson Εξισορρόπηση της διαφοράς V DS μεταξύ των Q1 και Q2 του απλού καθρέπτη Wilson. 19

Κασκοδικός καθρέπτης ρεύματος (τρανζίστορ στον κόρο) Αντίσταση εξόδου αυξημένη κατά 10 έως 100 φορές σε σύγκριση με τον απλό καθρέπτη ρεύματος. Μειονέκτημα : μείωση του πλάτους διακύμανσης της εξόδου, διότι τα τρανζίστορ μπορεί να εισέλθουν στην γραμμική περιοχή λειτουργίας ( V o > 2 V ov + V tn ). 20

Πηγή ρεύματος Widlar (τρανζίστορ στον κόρο) Χρησιμοποιείται για μικρά ρεύματα. Υλοποιείται με μικρές τιμές αντιστάσεων, κατάλληλες για ολοκληρωμένα κυκλώματα. 21

Συνθήκες και εξισώσεις λειτουργίας J-FET n-jfet Ι DSS = V p 2 k / 2 ή k = 2 Ι DSS / V p 2 Δίαυλος Ωμική περιοχή Περιοχή μετά τη φραγή p V DS V GS Vp 0 V GS Vp V DS < V GS Vp 0 > V GS Vp n V DS V GS Vp 0 V GS Vp V DS > V GS Vp 0 < V GS Vp R SD = L /σα Ι D = k[(v GS V p )V DS V 2 /2] DS 2 Ι D = Ι DSS(1 V GS /V p ) g m = (2Ι DSS /V p )(1 V GS /V p ) 22

Συνθήκες και εξισώσεις λειτουργίας MOSFET πύκνωσης n-μοs Δίαυλος Ωμική περιοχή Περιοχή κορεσμού p n V DS V GS V t 0 V GS V t V DS V GS V t 0 V GS V t V DS < V GS V t 0 > V GS V t V DS > V GS V t 0 < V GS V t Ι D =k n (W/L)[(V GS V t )V DS V 2 DS /2] Ι D = (½)k n (W/L)(V GS V t)2 g m = k n (W/L)(V GS V t ) = 2Ι D /V ov 23

Υβριδικό π ισοδύναμο του JFET (1/2) G V CC 0.1 0.5 pf C gd D C gs g m υ GS r o C ds 1-3 pf I REF S I OUT 24

Υβριδικό π ισοδύναμο του JFET (2/2) G V CC 0.1-5 pf C gd D C gs g m υ GS r o C ds 2-20 pf I REF S I OUT 25

Υβριδικό π ισοδύναμο των FET στις μέσες συχνότητες G D g m υ GS r o S Μόνο όταν λαμβάνεται υπόψη το φαινόμενο διαμόρφωσης μήκους καναλιού. 26

Μοντελοποίηση του φαινομένου σώματος των MOSFET Διαγωγιμότητα σώματος g mb 27

Ισοδύναμο μοντέλο T 28

Ισοδύναμο μοντέλο T με αντίσταση ro 29

Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Χατζόπουλος Αλκιβιάδης. «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι, Πόλωση των FET - Ισοδύναμα κυκλώματα». Έκδοση: 1.0. Θεσσαλονίκη 2015 Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: http://opencourses.auth.gr/eclass_courses. 30

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά - Μη Εμπορική Χρήση - Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ 31

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος ενότητας Επεξεργασία: Σβάρνα Κωνσταντίνα Θεσσαλονίκη, χειμερινό εξάμηνο 2014-2015

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Σημειώματα

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.