ELEKTROTEHNIKA. Profesor: Miroslav Lutovac Singidunum University, Predavanje: 9

Σχετικά έγγραφα
RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) IV deo. Miloš Marjanović

Unipolarni tranzistori - MOSFET

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

STATIČKE KARAKTERISTIKE DIODA I TRANZISTORA

Osnove mikroelektronike

9.1. Karakteristike MOS kondenzatora

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 2 DIODA I TRANZISTOR

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA OSNOVI ELEKTRONIKE

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Aneta Prijić Poluprovodničke komponente

9.6 Potpuni matematički model NMOS tranzistora. i G =0 i B =0. odreza (cutoff) Jednačine (9.19) 0 u GS V TN. linearna Jednačine (9.

Sveučilište u Zagrebu. Zavod za elektroniku, mikroelektroniku, računalne i inteligentne sustave. Elektronika 1R

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

Osnove mikroelektronike

VEŽBA 4 DIODA. 1. Obrazovanje PN spoja

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

numeričkih deskriptivnih mera.

Elektronički Elementi i Sklopovi. Sadržaj predavanja: 1. FET tranzistori 2. MOSFET tranzistori

Elementi elektronike septembar 2014 REŠENJA. Za vrednosti ulaznog napona

5. Karakteristične funkcije

1.5 TRANZISTOR SA EFEKTOM POLJA SA IZOLOVANIM GEJTOM - IGFET

Sveučilište u Zagrebu. Zavod za elektroniku, mikroelektroniku, računalne i inteligentne sustave. Elektronika 1

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 1 OSNOVNA KOLA SA DIODAMA

Dr Željko Aleksić, predavanja MS1AIK, februar D. Stefanović and M. Kayal, Structured Analog CMOS Design, Springer 2008.

Elektronički Elementi i Sklopovi. Sadržaj predavanja: 1. MOSFET tranzistor obogaćenog tipa 2. CMOS 3. MESFET tranzistor 4. DC analiza FET tranzistora

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

OSNOVI ELEKTRONIKE. Vežbe (2 časa nedeljno): mr Goran Savić

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

9.11.Spojni tranzistor sa efektom polja (JFET)

Operacije s matricama

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Field-effect transistors (FET)

Kaskadna kompenzacija SAU

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

METODOLOGIJA PROJEKTOVANJA ANALOGNIH CMOS INTEGRISANIH KOLA

Zadatak 1. U kojim od spojeva ispod je iznos pada napona na otporniku R=100 Ω približno 0V?

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

Tranzistori s efektom polja. Postupak. Spoj zajedničkog uvoda. Shema pokusa

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Bipolarni tranzistor

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

Kontrolni zadatak (Tačka, prava, ravan, diedar, poliedar, ortogonalna projekcija), grupa A

5 Ispitivanje funkcija

svojstva silicijuma Predavanja 2016.

Dijagonalizacija operatora

POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA PRIRUČNIK ZA SAMOSTALNO UČENJE

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Teorijske osnove informatike 1

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Konstruisanje. Dobro došli na... SREDNJA MAŠINSKA ŠKOLA NOVI SAD DEPARTMAN ZA PROJEKTOVANJE I KONSTRUISANJE

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

konst. Električni otpor

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Dvanaesti praktikum iz Analize 1

7 Algebarske jednadžbe

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

5. MOSFET. 5.1 PRINCIP RADA MOSFET-a Struktura MOSFET-a

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

HEMIJSKA VEZA TEORIJA VALENTNE VEZE

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Elementi spektralne teorije matrica

XI dvoqas veжbi dr Vladimir Balti. 4. Stabla

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Klasifikacija blizu Kelerovih mnogostrukosti. konstantne holomorfne sekcione krivine. Kelerove. mnogostrukosti. blizu Kelerove.

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

1.4 Tangenta i normala

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

POJAČAVAČI VELIKIH SIGNALA (drugi deo)

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA POLUPROVODNIČKE KOMPONENTE (IV semestar modul EKM) II deo. Miloš Marjanović

APROKSIMACIJA FUNKCIJA

18. listopada listopada / 13

1.1 Osnovni pojačavački stepeni

IZVODI ZADACI (I deo)

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Električne struje. Električne struje. Električne struje. Električne struje

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

KOMUTATIVNI I ASOCIJATIVNI GRUPOIDI. NEUTRALNI ELEMENT GRUPOIDA.

21. ŠKOLSKO/OPĆINSKO/GRADSKO NATJECANJE IZ GEOGRAFIJE GODINE 8. RAZRED TOČNI ODGOVORI

Elektronički Elementi i Sklopovi

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3

Poluprovodničke komponente -prateći materijal za računske i laboratorijske vežbe-

Ovo nam govori da funkcija nije ni parna ni neparna, odnosno da nije simetrična ni u odnosu na y osu ni u odnosu na

Elektrotehnički fakultet univerziteta u Beogradu 17.maj Odsek za Softversko inžinjerstvo

Skup svih mogućih ishoda datog opita, odnosno skup svih elementarnih događaja se najčešće obeležava sa E. = {,,,... }

Računarska grafika. Rasterizacija linije

Transcript:

ELEKTROTEHNIKA Profesor: Miroslav Lutovac Singidunum University, e-mail: mlutovac@singidunum.ac.rs Predavanje: 9

MOSFET Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor Kontrolna elektroda (gejt) je izolovana Između dve elektrode (sors i drejn) može da protiče velika struja Kontrola struje se vrši električnim poljem 2

MOSFET Unipolarni tranzistor - struja se sastoji samo od jednog tipa nosilaca elektrona kod NMOS tranzistora šupljina kod PMOS tranzistora imaju jednostavnu strukturu imaju male dimenzije dominantni u realizaciji digitalnih logičkih kola i memorija koriste se i u realizaciji analognih elektronskih kola 3

M. Popović: Osnovi elektronike za studente Odseka za softversko inženjerstvo, ETF Beograd 4

Struktura NMOS tranzistora 20-100 nm silicijum dioksid (SiO2) L - rastojanja sorsa i drejna su od 1 do 10 μm W - širine su od 2 do 500 μm više miliona tranzistora na jednoj silicijumskoj podlozi (čipu) jednostavna struktura 5

Potpuni i uprošćeni simboli NMOS i PMOS tranzistora 6

2 diode na red u suprotnom smeru Kada na G nije priključen nikakav napon, između S i D su vezane dve diode na red: Jedna dioda je podloga i n+ oblast sorsa Druga dioda je podloga i n+ oblast drejna Ove dve diode sprečavaju protok struje između D do S kada se primeni napon V DS >0 ili V DS <0 Između S i D postoji velika otpornost, reda 10 12 Ω 7

Osiromašena oblast Uticaj podloge je mali Struktura MOS tranzistora je potpuno simetrična V DB =0, V SB =0, V GS >0, odbija šupljine dalje od područja ispod G i ostavlja nepokretne, negativne jone Oblast u kojoj ima malo pokretnih nosilaca, naziva se osiromašena oblast 8

Tranzistor sa indukovanim kanalom Veliki pozitivni napon na G može da privuče slobodne elektrone iz n+ oblasti S i D Kanal - slobodni elektroni se grupišu u podlozi neposredno ispod gejta i stvaraju provodnu n oblast V DS >0, kroz kanal će proteći struja Tranzistor sa indukovanim n kanalom: V GS >0 izaziva stvaranje ili indukciju kanala, NMOS tranzistor sa indukovanim kanalom Šupljine nemaju nikakav uticaj Samo jedan tip nosilaca, suprotan od tipa podloge 9

Tranzistor sa indukovanim kanalom Minimalni V GS koji obezbeđuje formiranje kanala naziva se napon praga provođenja i obeležava sa V t V t tipično od 1 V do 3 V Metalna elektroda G, oksid između G i B i B - kondenzator Kada se dovede napon na G, u dielektriku kondenzatora se pojavljuje električno polje Električno polje kontroliše broj slobodnih nosilaca u kanalu, odnosno provodnost kanala MOS tranzistori su tranzistori sa efektom polja, jer se električnim poljem reguliše struja kroz kanal kada se primeni napon V DS 10

Ponašanje NMOS tranzistora pri malim naponima između D i S v GS > V t, formiran kanal, mali v DS >0 (~ 100mV) Kroz kanal protiče struja, smer od D ka S Jačina struje zavisi od broja slobodnih nosilaca u kanalu Broj slobodnih nosilaca zavisi od razlike napona v GS -V t (efektivni napon) Struja gejta = 0, gejt je izolovana elektroda Struja sorsa = struja drejna 11

Otpornost može da se kontroliše naponom na G u režimu malih v DS, NMOS tranzistor radi kao otpornik čija se otpornost može kontrolisati naponom na G 12

Struja D u funkciji napona pri malim naponima DS Struja drejna zavisi od fizičkih konstanti (μ i ε), parametara tehnološkog procesa (t i V t ), geometrijskih dimenzija tranzistora (W i L) i primenjenih napona v GS i v DS Oblast rada NMOS tranzistora u režimu malih napona v DS naziva se linearna oblast (MOS tranzistor se ponaša kao otpornik) ili triodna oblast 13

Ponašanje NMOS tranzistora pri većim naponima DS Oblast zasićenja v DS > v GS V t v GS v GD v G- kanal se menja od v GS do v GS do v DS na strani S kanal će prodirati dublje u podlogu, na strani D kanal će biti plići Sa porastom v DS promena dubine kanala postaje sve veća v DS =v GS V t, dubina kanala u okolini D 0, kanal je stisnut v DS >v GS V t, oblik kanala se ne menja, I D konstantna, zasićenje I D 14

Struktura CMOS kola 15

PMOS tranzistor MOS tranzistor sa p kanalom se pravi na podlozi n tipa sa p+ oblastima za S i D Princip rada je isti kao kod NMOS tranzistora, jedino se polariteti svih napona i struja razlikuju V GS, V DS i V t su negativni I D ima smer prema S i izlazi iz D umesto pokretljivosti elektrona - pokretljivost šupljina 16

Komplementarni MOS (CMOS) NMOS i NMOS se realizuju na istoj vrsti podloge p tip podloge NMOS tranzistor - direktno na podlozi PMOS tranzistora - podloga n tipa osnovni supstrat se dopira da postane n tip ceo postupak ponovi za fabrikaciju PMOS NMOS i PMOS se međusobno izoluju debelim slojem oksida, čime se sprečava uticaj rada jednog tranzistora na drugi tip tranzistora 17

MOS kao prekidački elementi Zakočenje Triodna oblast Zasićenje Model za velike signale 18

NMOS tranzistor u zakočenju nema uslova za formiranje kanala V GS < V t između D i S, umesto kanala, postoje 2 diode jedna inverzno polarisana R izneđu S i D je reda 10 12 Ω G je izolovan Ceo MOS tranzistor se može zameniti prekinutim vezama 19

NMOS tranzistor u triodnoj oblasti vgs Vt, za male signale može se zanemariti kvadratni član vds << vgs -Vt, triodna oblast, NMOS tranzistor se ponaša kao otpornik Za realizaciju programabilnih naponski kontrolisanih otpornika 20

NMOS tranzistor u zasićenju v GS V t, v DS v GS -V t, idealni zavisni strujni izvor kontrolisan sa v GS 21

Model NMOS za male signale 1/2 radna tačka mora biti u oblasti zasićenja 22

Model NMOS za male signale 2/2 Da se smanje nelinearna izobličenja 23

Model NMOS tranzistora za male signale onda je za bipolarni tranzistor g m 40 ma/v, za NMOS tranzistor g m 2 ma/v U ulaznom delu nema otpornost 24

Pojačavač sa zajedničkim sorsom 25

Pojačavač sa zajedničkim drejnom 26

Pojačavač sa zajedničkim gejtom 27

Profesor dr Miroslav Lutovac mlutovac@singidunum.ac.rs Ova prezentacija je nekomercijalna. Slajdovi mogu da sadrže materijale preuzete sa Interneta, stručne i naučne građe, koji su zaštićeni Zakonom o autorskim i srodnim pravima. Ova prezentacija se može koristiti samo privremeno tokom usmenog izlaganja nastavnika u cilju informisanja i upućivanja studenata na dalji stručni, istraživački i naučni rad i u druge svrhe se ne sme koristiti Član 44 - Dozvoljeno je bez dozvole autora i bez plaćanja autorske naknade za nekomercijalne svrhe nastave: (1) javno izvođenje ili predstavljanje objavljenih dela u obliku neposrednog poučavanja na nastavi; - ZAKON O AUTORSKOM I SRODNIM PRAVIMA ("Sl. glasnik RS", br. 104/2009 i 99/2011) 28