Κεφάλαια 4 ο και 6 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου ΙΙ 2

Σχετικά έγγραφα
Κεφάλαια 4 ο και 6 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Τρανζίστορ Φαινομένου

Τρανζίστορ Φαινοµένου Πεδίου ((FET) Γ.Πεδίου

Κεφάλαιο 7 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. 4. Ο CMOS διαφορικός ενισχυτής

Το ιαφορικό Ζεύγος MOS (ΙΙ)

Η Λ Ε Κ Τ Ρ Ο Ν Ι Κ Η

Γ. Τσιατούχας. VLSI systems and Computer Architecture Lab. Εισαγωγή στη Θεωρία Κυκλωμάτων 2

Κεφάλαιο 1 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Ενισχυτές 2

Κεφάλαιο 3 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Κυκλώματα ιόδων 2

Το Τρανζίστορ ως Ενισχυτής (ΙΙ)

AC λειτουργία Ισοδύναμα κυκλώματα μικρού σήματος του

Κεφάλαιο 2 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Technology and Computer Architecture Lab. Τελεστικοί Ενισχυτές 2

Γ. Τσιατούχας. 1. Δίθυρα Δίκτυα. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. Ανάλυση ικτύου ΙΙI

3. Μετασχηματισμοί Πηγών 4. Μεταφορά Μέγιστης Ισχύος 5. Μη Γραμμικά Κυκλωματικά Στοιχεία 6. Ανάλυση Μικρού Σήματος

3. Μετασχηματισμοί Πηγών 4. Μεταφορά Μέγιστης Ισχύος 5. Μη Γραμμικά Κυκλωματικά Στοιχεία 6. Ανάλυση Μικρού Σήματος

Η Ιδανική ίοδος. Η Ιδανική ίοδος σε Ανορθωτή. Ανάστροφη Πόλωση. Ορθή Πόλωση

Ηλεκτρονικό Κύκλωµα. ΟΝόµος Kirchhoff για το Ρεύµα -KCL

3. Δίθυρα Δικτυώματα

Τρανζίστορ Φαινοµένου Πεδίου Ι

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ. Ενισχυτές. Ενισχυτές. ΕνισχυτέςΓ. Τσιατούχας

Κεφάλαιο 2 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab

Ενισχυτής κοινής πηγής (common source amplifier)

V CB V BE. Ορθό ρεύμα έγχυσης οπών. Συλλέκτης Collector. Εκπομπός Emitter. Ορθό ρεύμα έγχυσης ηλεκτρονίων. Ανάστροφο ρεύμα κόρου.

Τρανζίστορ FET Επαφής

ΒΑΣΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΙΚΡΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ

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

Πόλωση των τρανζίστορ ενίσχυσης

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Η ιδανική Δίοδος. Ορθή πόλωση Χαρακτηριστική τάσης ρεύματος της ιδανικής διόδου. Ανάστροφη πόλωση

μιας βαθμίδας με διπολικά τρανζίστορ

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

Εισαγωγή. Στο κεφάλαιο αυτό θα µελετηθεί ο τελεστικός ενισχυτής.

μιας βαθμίδας με διπολικά τρανζίστορ

Πόλωση των Τρανζίστορ

Τα τρανζίστορ επίδρασης πεδίου (FET) Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

Μοντέλα Διόδων i. Δίοδος Διακόπτης Δίοδος Πηγή. i=i(υ) i=i(υ) i i. i i. = 0 γιά. 0 γιά. Παρεμπόδισης

1993 (Saunders College 1991). P. R. Gray, P. J. Hurst, S. H. Lewis, and R. G. Meyer, Analysis and Design of Analog Integrated Circuits, 4th ed.

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 12: Καθρέφτες Ρεύματος και Ενισχυτές με MOSFETs

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ Ι. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Ο : FET (Τρανζίστορ επίδρασης πεδίου)

Στατική ηλεκτρική ανάλυση του αντιστροφέα CMOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

3. Νόμοι Kirchhoff 4. Αντιστάσεις Πυκνωτές Πηνία 5. Διαιρέτης Τάσης Ρεύματος 6. Ηλεκτρική Ισχύς

Σχεδίαση Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI

Ηλεκτρονική Φυσική & Οπτικοηλεκτρονική

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΙ ΚΑΙ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 2

Ηλεκτρονική ΙΙ 5 ο εξάμηνο

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. n channel. p channel JFET

Διπολικά τρανζίστορ (BJT)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 4

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

4 η ΕΝΟΤΗΤΑ. Το MOSFET

2 η ενότητα ΤΑ ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΣΤΙΣ ΥΨΗΛΕΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΕΣ

Ηλεκτρονική. Ενότητα 6: Η AC λειτουργία του διπολικού τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Η ιδανική Δίοδος. Ορθή πόλωση Χαρακτηριστική τάσης ρεύματος της ιδανικής διόδου. Ανάστροφη πόλωση

3. Νόμοι Kirchhoff 4. Αντιστάσεις Πυκνωτές Πηνία 5. Διαιρέτης Τάσης Ρεύματος 6. Ηλεκτρική Ισχύς

Διαφορικοί Ενισχυτές

ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ MOS KAI CMOS

Ηλεκτρικά Κυκλώματα & Δίκτυα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου

ΕΝΙΣΧΥΤΕΣΜΙΑΣΒΑΘΜΙΔΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 1

ΤΟΠΟΛΟΓΙΕΣ ΣΥΣΤΟΙΧΙΑΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 5

«Αναθεώρηση των FET Transistor»

Ενισχυτές με FET. Σπύρος Νικολαΐδης Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

4 η ενότητα ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΙΔΩΝ

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Τελεστικοί Ενισχυτές. Σπύρος Νικολαΐδης Αναπληρωτής Καθηγητής Τομέας Ηλεκτρονικής & ΗΥ Τμήμα Φυσικής

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (9 η σειρά διαφανειών)

1 1+ Η εφαρµογή ανάδρασης υποβιβάζει την αντίσταση εξόδου στην τιµή

Άσκηση 5. Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής σε συνδεσμολογία Κοινής Βάσης

Βασικές αρχές ηµιαγωγών και τρανζίστορ MOS. Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική

Ερωτήσεις θεωρίας Σημειώσεις στο τρανζίστορ MOSFET

Να σχεδιαστεί ένας ενισχυτής κοινού εκπομπού (σχ.1) με τα εξής χαρακτηριστικά: R 2.3 k,

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. Ασκήσεις. Χατζόπουλος Αλκιβιάδης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπολογιστών Α.Π.Θ.

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. Σ.Δ. Φωτόπουλος 1/24. ΘΕΩΡΙΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ και ΣΗΜΑΤΩΝ

Εργαστήριο Αναλογικών Κυκλωμάτων VLSI Υπεύθυνος καθηγητής Πλέσσας Φώτιος

Γ. Τσιατούχας. 1. Διαγράμματα Bode. VLSI systems and Computer Architecture Lab. Φροντιστήρια ΙV

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/06/2016 ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ

«Ενισχυτές ενός τρανζίστορ και πολλών τρανζίστορ»

Λογικά Κυκλώματα CMOS. Διάλεξη 5

Άσκηση 7. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίου Επαφής (JFET)

ΑΝΑΛΟΓΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

Ηλεκτρονική. Ενότητα 7: Βασικές τοπολογίες ενισχυτών μιας βαθμίδας με διπολικά τρανζίστορ. Αγγελική Αραπογιάννη Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Ενισχυτικές Διατάξεις 1. Πόλωση BJT

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Η ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ;

«Σχεδιασμός Ψηφιακών Συστημάτων σε FPGA» Εαρινό εξάμηνο

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι Ενότητα 3


Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Εργαστήριο Συστημάτων VLSI και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών. Γεώργιος Τσιατούχας

Τελεστικοί Ενισχυτές

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Ενισχυτές

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Εισαγωγή σε Βασική Φυσική Στοιχείων MOS

Υ60 Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων 8: Διπολικά Τρανζίστορ

5 η ενότητα ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΥΣ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι. 1. Ημιαγωγική γ δίοδος Ένωση pn 2. Τρανζίστορ FET

5 Ενισχυτές τρανζίστορ σε χαμηλές συχνότητες

Ηλεκτρονικά Στοιχεία και Κυκλώματα ΙΙ. Ανασκόπηση Κεφαλαίου

Κεφάλαιο 1 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. CMOS Κυκλώματα 2

ρ. Λάμπρος Μπισδούνης

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

Κεφάλαιο 9 ο. Γ. Τσιατούχας. VLSI Systems and Computer Architecture Lab. CMOS Λογικές ομές 2

13 Γενική Μηχανική 1 Γενικότητες Κινηματική του Υλικού Σημείου 15/9/2014

2.9 ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΩΝ Τρανζίστορ Διπολικής Επαφής (BJT) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΤΡΑΝΖΙΣΤΟΡ ΔΙΠΟΛΙΚΗΣ ΕΠΑΦΗΣ (BJT)...131

ΣΧΕΔΙΑΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ. Δρ. Δ. Λαμπάκης (7 η σειρά διαφανειών)

Transcript:

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο (FET FET) Ι Κεφάλαια 4 ο και 6 ο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροφορικής Γ. Τσιατούχας ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Διάρθρωση. Το MOS τρανζίστορ σε ενισχτές. Ενισχτής κοινής πύλης 3. Ενισχτής κοινής πηγής 4. Ενισχτής κοινής ποδοχής 5. Καθρέπτης ρεύματος 6. CMOS ενισχτής VLS Techly ad Cputer rchtecture Lab Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ

Τοπολογία το πό Μελέτη Ενισχτή Για να χρησιμοποιηθεί τρανζίστορ MOSFET σε κκλώματα ενισχτών θα πρέπει να λειτοργεί, με την κατάλληλη πόλωση, στην περιοχή κόρο. = d Ο S Δίθρο Δικτύωμα Ι S Έξοδος Είσοδος MOS S Ενισχτής s Σήμα S S S = V S s V S Πόλωση Ι (t) Ο (t) S = V S ds V Τροφοδοσία Είσοδος Έξοδος Στο σχήμα δίδεται κύκλωμα ενισχτή με χρήση MOS τρανζίστορ. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 3 Το MOS ως Ενισχτής (Ι) Κόρος V C Ανάλση V Ο V S Στο κύκλωμα το σχήματος, η εύρεση το σημείο λειτοργίας (C πόλωσης) επιτγχάνεται θέτοντας s =0. V Ι V S Είσοδος MOS Έξοδος Το ρεύμα στον απαγωγό, για την περιοχή το κόρο, θα δίνεται από τη σχέση: S Ενισχτής V S K V V S t V S χωρίς να λαμβάνεται π όψιν το φαινόμενο διαμόρφωσης καναλιού, δηλ. λ 0. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 4

Το MOS ως Ενισχτής (ΙΙ) Κόρος V Επιπλέον ισχύει (από KVL): V S V Το τρανζίστορ θα λειτοργεί στην περιοχή το κόρο όταν V S > (V S V t )>0. MOS V S Καθώς θα πρέπει να λάβομε π όψιν και τη μεταβαλλόμενη σνιστώσα της S το V S θα πρέπει να είναι πολύ μεγαλύτερο το (V S V t )! V S Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 5 Κόρος V Το MOS ως Ενισχτής (ΙΙ) ΑC Ανάλση Με δεδομένο ότι S = V S s, θα ισχύει: K V K V V S t S s t MOS K V V K V V K S t S t s s s S S V S Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 6 3

Κόρος V Το MOS ως Ενισχτής (ΙV) Ισοδύναμα γράφομε: K V S V t s K s μη γραμμικός όρος MOS s S V S Αν κρατήσομε το σήμα εισόδο s μικρό έτσι ώστε: K s K VS Vt s ή αλλιώς: s << (V S V t ) τότε καθώς = d θα ισχύει: d K VS Vt s Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 7 Το MOS ως Ενισχτής (V) Κόρος Η παράμετρος πο σνδέει τα d και s είναι η και ονομάζεται διαγωγιμότητα: V d W K V V V V s S t t x L S t s MOS S V S ή / t x W/L Η διαγωγιμότητα αντιπροσωπεύει την κλίση της d s χαρακτηριστικής στο σημείο πόλωσης: d s S V S Ι Σημείο Λειτοργίας (Πόλωσης) V t V S S Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 8 4

Κόρος V Το MOS ως Ενισχτής (V) Για την τάση στον απαγωγό θα ισχύει (KVL): S V V ( d ) S V d VS d s MOS S V S Επειδή S = V S ds ισχύει ότι το σήμα στον απαγωγό θα δίνεται από τη σχέση: ds d Σνεπώς η απολαβή (κέρδος) τάσης θα είναι: s Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 9 ds Το μείον στη σχέση δηλώνει διαφορά φάσης των δύο σημάτων 80 ο s ax V χαρακτηριστική εισόδο εξόδο στον κόρο Το MOS ως Ενισχτής (V) Q κλίση = V κλίση Q V S V χαρακτηριστική εξόδο κόρος Sax V S S V S V V t S Sax S S V S εθεία φόρτο Sax S S V pp_ S V pp_ t Είσοδος t Έξοδος Sax < V S Sax V t Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 0 5

Πηγή Ρεύματος Ελεγχόμενη από Τάση S V εθεία φόρτο d s σημείο λειτοργίας s Sax Ι V S Ι V S S V t V S S t t ds S Το MOS σμπεριφέρεται ως μία πηγή ρεύματος ελεγχόμενη από τάση Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ Ισοδύναμο Μοντέλο Ασθενούς Σήματος / t x W/L r V Μοντέλο Ασθενούς Σήματος για Λειτοργία στον Κόρο Το μοντέλο είναι το ίδιο και για pmos και για MOS τρανζίστορ s s d r Λαμβάνοντας πόψιν το μοντέλο ασθενούς σήματος το τρανζίστορ στον προηγούμενο ενισχτή, το κέρδος τάσης θα είναι: s S ds //r Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 6

Μη Γραμμική Λειτοργία εθεία φόρτο > ax Sax V S S V S V S t t S Μη γραμμική παραμόρφωση καθώς το στιγμιαίο σημείο λειτοργίας εισέρχεται στην τρίοδο περιοχή. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 3 Ενισχτής V =5V =0ΚΩ =0MΩ Παράδειγμα 4(Ι) Ποιο το κέρδος τάσης ασθενούς σήματος για το κύκλωμα το σχήματος και ποια η αντίσταση εισόδο, αν V t =.5V, K =0.5/V και V = 50V; L =0ΚΩ Αγνοήστε το φαινόμενο διαμόρφωσης μήκος καναλιού στις εξισώσεις το ρεύματος στον κόρο. Η αντίσταση L είναι ο φόρτος στην έξοδο το ενισχτή. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 4 7

V =5V =0ΚΩ Παράδειγμα 4(ΙΙ) Εύρεση Σημείο Λειτοργίας C Ανάλση Ισχύει ότι V S =V S Λειτοργία στον κόρο καθώς εξασφαλίσαμε ότι V S > V S V t! =0MΩ K V V S t =0 L =0ΚΩ K V V S t Στο C οι πκνωτές δρον ως ανοικτοκκλώματα! Λύνοντας έχομε το σημείο λειτοργίας: V S και: V =.06 και V S =V S =4.4V Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 5 Παράδειγμα 4(ΙΙΙ) =0ΚΩ C Ανάλση Μικρού Σήματος Η αντίσταση εξόδο r θα είναι: =0MΩ L =0ΚΩ r V 47KΩ Στην C λειτοργία οι πκνωτές δρον ως βραχκκλώματα! Η διαγωγιμότητα θα είναι: Στην ΑC ανάλση οι C πηγές τάσης βραχκκλώνονται και οι C πηγές ρεύματος ανοικτοκκλώνονται! Δηλ. οι C πηγές μηδενίζονται! K V V 0.75 / V S Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 6 t 8

Παράδειγμα 4(ΙV) s s s L r S S Ν. Oh Χρήση ισοδύναμο κκλώματος ασθενούς σήματος. Αγνοούμε το ρεύμα μέσα από την καθώς =0MΩ >>>. s // //r // // r L L Σνεπώς το κέρδος τάσης θα είναι: // //r 3. 3 Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 7 L Παράδειγμα 4(V) s s r L S S Μοντέλο Τρανζίστορ Ενισχτής Το ρεύμα εισόδο θα είναι: Ν. Oh Η αντίσταση εισόδο θα είναι: ed Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 8.33MΩ ( ) 9

Ο Ενισχτής Κοινής Πηγής () Κόρος V Ι Βασικό Κύκλωμα Μελέτης Ενισχτών με MOSFET Z L Ο ακροδέκτης Υ (πηγή) σνδέεται στη γη. Το σήμα εισόδο σνδέεται στον ακροδέκτη Χ (πύλη). Η αντίσταση φόρτο σνδέεται στον ακροδέκτη Ζ (απαγωγός ποδοχή). Το κύκλωμα αποτελεί δίθρο με τη θύρα εισόδο ανάμεσα στην πύλη και τη πηγή (γη) και τη θύρα εξόδο ανάμεσα στον απαγωγό και την πηγή (γη). Σνεπώς η πηγή είναι κοινός ακροδέκτης και στις δύο θύρες. Z V SS Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 9 C Ανάλση Μικρού Σήματος Ο Ενισχτής Κοινής Πηγής (Ι) Αντικατάσταση MOSFET με το ισοδύναμο κύκλωμα ασθενούς σήματος. Για την εύρεση της αντίστασης εισόδο εφαρμόζομε στην είσοδο τάση και λαμβάνοντας πόψιν το ρεύμα προκύπτει: Z s s L r Τρανζίστορ άπειρη S Ενισχτής * Η L είναι ο φόρτος και δεν αποτελεί τμήμα το ενισχτή ( L θεωρείται ) Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 0 0

Ο Ενισχτής Κοινής Πηγής (ΙΙ) Για την εύρεση της αντίστασης εξόδο ut θέτομε =0 και L = * Σνεπώς, s = = 0! Εφαρμόζομε τάση z στην έξοδο και λαμβάνοντας ας πόψιν το ρεύμα z προκύπτει: ut z z // r =0 βραχκκλωμένη μηδενίζεται Z s s L r Τρανζίστορ S Ενισχτής ut * Η L είναι ο φόρτος και δεν αποτελεί τμήμα το ενισχτή ( L θεωρείται ) Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ άπειρη z z Ο Ενισχτής Κοινής Πηγής (ΙV) Κέρδος Τάσης ut Ανοικτού Κκλώματος L (χωρίς την s = L ) Τρανζίστορ s // //r // L s r L ut Κέρδος Τάσης Z L S Ενισχτής Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ

Ο Ενισχτής Κοινής Πύλης () Κόρος V Z Ο ακροδέκτης Χ (πύλη) σνδέεται στη γη. Το σήμα εισόδο σνδέεται στον ακροδέκτη Υ (πηγή). Η αντίσταση φόρτο σνδέεται στον ακροδέκτη Ζ (απαγωγός ποδοχή). Ι L Το κύκλωμα αποτελεί δίθρο με τη θύρα εισόδο ανάμεσα στην πηγή και τη πύλη (γη) και τη θύρα εξόδο ανάμεσα στον απαγωγό και τη πύλη (γη). Σνεπώς η πύλη είναι κοινός ακροδέκτης και στις δύο θύρες. Z V SS Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 3 Ο Ενισχτής Κοινής Πύλης (Ι) Αντικατάσταση MOSFET με το ισοδύναμο κύκλωμα ασθενούς σήματος. Για να απλοποιήσομε το κύκλωμα χρησιμοποιούμε το δεδομένο ότι η r είναι μια πολύ μεγάλη αντίσταση και σνεπώς μπορεί να παραληφθεί! s = = βραχκκλωμένη μηδενίζεται s Ενισχτής s L r Τρανζίστορ r Z * Η S L είναι ο φόρτος και δεν αποτελεί τμήμα το ενισχτή ( L θεωρείται ) Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 4 άπειρη

Ο Ενισχτής Κοινής Πύλης (ΙΙ) Για την εύρεση της αντίστασης εξόδο ut θέτομε =0 & L =! Εφαρμόζομε τάση z στην έξοδο το ενισχτή. s = 0 ut = // r (r ) Τρανζίστορ Ενισχτής s s r L z S =0 Z ut Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 5 άπειρη Ο Ενισχτής Κοινής Πύλης (V) s = L // r Κέρδος Τάσης Δεχόμαστε ότι η r είναι μια πολύ μεγάλη αντίσταση και σνεπώς μπορεί να παραληφθεί! Τρανζίστορ Ενισχτής Z s s r L S Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 6 3

Ο Ενισχτής Κοινής Υποδοχής () Κόρος V Z Ο ακροδέκτης Ζ (ποδοχή) σνδέεται στη γη. Το σήμα εισόδο σνδέεται στον ακροδέκτη Χ (πύλη). Η αντίσταση φόρτο σνδέεται στον ακροδέκτη Υ (πηγή). Ι Το κύκλωμα αποτελεί δίθρο με την ποδοχή ως κοινό ακροδέκτη των δύο θρών. Ακόλοθος Πηγής L Surce Fllwer V SS Z Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 7 Ο Ενισχτής Κοινής Υποδοχής (Ι) Αντικατάσταση MOSFET με το ισοδύναμο κύκλωμα ασθενούς σήματος. Για την εύρεση της αντίστασης εισόδο εφαρμόζομε στην είσοδο τάση και λαμβάνοντας πόψιν το ρεύμα προκύπτει: Τρανζίστορ s S Ενισχτής s r L Z άπειρη * Η L είναι ο φόρτος και δεν αποτελεί τμήμα το ενισχτή ( L θεωρείται ) Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 8 βραχκκλωμένη μηδενίζεται 4

Ο Ενισχτής Κοινής Υποδοχής (ΙΙΙ) Για την εύρεση της αντίστασης εξόδο ut θέτομε =0 & L =! Εφαρμόζομε τάση y στην έξοδο το ενισχτή. y = ( /r //r s = y y y y ) ut y < < r r =0 βραχκκλωμένη μηδενίζεται Τρανζίστορ s y S Ενισχτής y s y L r ut Z Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 9 Ο Ενισχτής Κοινής Υποδοχής (V) Κέρδος Τάσης Ανοικτού Κκλώματος < s r sr / r L Τρανζίστορ s Ενισχτής s r Z S sr L Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 30 5

Ο Ενισχτής Κοινής Υποδοχής (V) Κέρδος Τάσης //r //r L s L L //r //r / L Τρανζίστορ s Ενισχτής s r Z αν L >>/ S L Χρήση ως απομονωτής Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 3 Ενισχτής Μόνο με Χρήση MOS (Ι) V Μόνιμα στον κόρο τρίοδος Q Καμπύλη Φόρτο κόρος = Q s Ο S V S S S S O S = S = V S = V O = K ( S V t ) = K (V S V t ) Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 3 6

Ενισχτής Μόνο με Χρήση MOS (Ι) V Μόνιμα στον κόρο Κόρος Τρίοδος Q Q Αποκοπή Χαρακτηριστική Μεταφοράς (εισόδο εξόδο) s V S S Ο S Θεωρούμε ότι V t =V t =V t. Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 33 Ενισχτής Μόνο με Χρήση MOS (Ι) = =. V Στον κόρο το Q ισχύει: = K ( S V t ) = K ( V t ) S S s V S S Q Q Ο Θεωρούμε ότι V t =V t =V t. = K ( S V t ) = K (V Ο V t ) O V V Σνεπώς: t K V t K K K Το κύκλωμα λειτοργεί ως γραμμικός ενισχτής μεγάλο σήματος με κέρδος τάσης: K K W/L W/L Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 34 7

Ενισχτής Μόνο με Χρήση MOS (ΙV) Σμπεριφορά το ενισχτή σε ασθενή σήματα. Χρήση μοντέλων ασθενούς σήματος. = s [(/ ) // r // r ] και s = /r /r (W/L) (W/L) S C x W/L s s / s r s r Στην ΑC ανάλση οι C πηγές τάσης βραχκκλώνονται! S Q: MOS Q: MOS Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 35 Καθρέπτης Ρεύματος Λειτοργεί στον κόρο O Κλίση V S = V S V S V O Πρέπει να λειτοργεί στον κόρο όριο Κόρο Τριόδο EF = K (V S V t ) O = K (V S V t ) O EF K K O EF W/L W/L Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 36 8

MOS Καθρέπτες Ρεύματος Cascde Βασικός Wls Τροποποιημένος Wls Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 37 Ο CMOS Ενισχτής (Ι) Q : ενεργό φορτίο Q στην τρίοδο Q στον κόρο Κλίση S Χαρακτηριστική Q S = V Ο και S = Ο Τα Q QQ 3 αποτελούν ένα ταιριασμένο ζεύγος τρανζίστορ (έχον ίδια χαρακτηριστικά) και σνθέτον μία πηγή ρεύματος ελεγχόμενη από το ρεύμα αναφοράς EF. Το Q πρέπει να λειτοργεί στον κόρο όπο και θα ισχύει: V r EF S V Ο Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 38 9

Ο CMOS Ενισχτής (ΙΙ) Q στην τρίοδο Q στον κόρο κλίση r Κέρδος Ασθενούς Σήματος: r //r S Χαρακτηριστικές Q (Q : σνδεσμολογία κοινής πηγής) C x W/L EF 4KEF Αν r =r r r K EF V V EF V Q : Αποκοπή Q : Κόρος Q : Τρίοδος Q : Κόρος Q : Κόρος Q : Τρίοδος Q : Κόρος Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 39 Ο CMOS Ενισχτής (ΙΙΙ) = s (r // r ) και s = Στην ΑC ανάλση οι C πηγές τάσης βραχκκλώνονται και οι C πηγές ρεύματος ανοικτοκκλώνονται! (r //r ) s (r //r ) s s s 0 ο r s r s =0 S Q: MOS Q: pmos Χρήση μοντέλων ασθενούς σήματος για Q και Q. Το Q 3 δεν επηρεάζει την ανάλση μικρού σήματος! Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 40 S 0

Παράδειγμα 5(Ι) Δεδομένα: V =0V, V t = V tp = V, K =00μ/V, K p =50μ/V, V =00V και EF =00μ. Ζητούμενα: α) Ποιο το κέρδος ασθενούς σήματος; β) Ποια τα όρια της περιοχής ενίσχσης, δηλ. της γραμμικής περιοχής (περιοχή ΙΙΙ) στην χαρακτηριστική εισόδο εξόδο; (α) K EF V 00 Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 4 Παράδειγμα 5(ΙΙ) (β) Προσδιορισμός της τάσης V S των Q και Q 3, όπο ισχύει = EF. Χρήση σχέσης ρεύματος στον κόρο. K p Έτσι V S =.44V. V S VS Vtp V Q στην τρίοδο Q στον κόρο Άρα: V O = V (V S V tp ) = 8.586V. S V O = Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 4

Παράδειγμα 5(ΙΙΙ) Λύνοντας ως προς O καταλήγομε στη σχέση: Για τον προσδιορισμό της V ΙΑ εκμεταλλεόμαστε το γεγονός ότι τα ρεύματα ποδοχής των Q και Q είναι ίσα. O K Vt V EF K p V O VS Vtp V V V O EF K Vt EF V Αντικαθιστώντας: O = V O = 8.585V και =V παίρνομε V =.963V Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 43 Παράδειγμα 5(ΙV) V O Καθώς η γραμμική περιοχή είναι πολύ στενή μπορούμε να θεωρήσομε ότι V ΙΒ V ΙΑ =V. Επειδή το Β ανήκει στο όριο κόρο και τριόδο περιοχής ισχύει: V ΟΒ =V ΙB V t =V. Και σε ατή την περίπτωση ισχύει: V V O EF K Vt EF V Αντικαθιστώντας: O = V OΒ = V και =V Β παίρνομε V Β =.039V Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 44

Παράδειγμα 5(V) V O Χρησιμοποιώντας τη νέα τιμή το V B στη σχέση πο ορίζει το όριο μεταξύ κόρο και τριόδο, παίρνομε την νέα (πιο ακριβή) τιμή το V OB : V ΟΒ =V ΙB V t =.039V Ισχύει: ΔV Ι = V ΙΒ V ΙΑ = 37V και αντίστοιχα: ΔV ΟΒ = V ΟΑ V ΟΒ = 7.586V V Το κέρδος τάσης ισχρού σήματος θα είναι: 3 O V 99. V Κλίση της εθείας ed Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 45 Το MOS Τρανζίστορ ως Διακόπτης V s V V Ι s V T T t Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 46 3

Παράδειγμα 6(Ι) V =0V Δεδομένα: Στο κύκλωμα το σχήματος ισχύει: V =0V, V t =.V και =45KΩ., t =45KΩ Ι Ζητούμενα: Να δοθεί η κματομορφή εξόδο το κκλώματος =f( s ) αν η είσοδος έχει την κματομορφή πο ακολοθεί. s s 0V 5s t Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 47 Παράδειγμα 6(Ι) 00μ V. V S = V V S = 0V V S = 8V s 0V.V 00μΑ K( S Vt) V S = 6V V S V t =.V 0V V S =V V =0V Η S χαρακτηριστική θεωρείται δεδομένο το προβλήματος S S =V T=5s ed Τρανζίστορ Επίδρασης Πεδίο ΙΙ 48 t 4