Appunti del corso di Elettronica

TRANSISTOR VOS

MOSFET tensione

la

del canale

modula conduzione attraverso

la

: Vot

Vo-Vs Vip PMOS

NMOS

Vin

Vos-VT

VD-Vs

Vas

DEF VoS e

Per per

; ;

: ;

= =

=

NMOSFET basato condensatore MOS substrato p

su a

"(E)

Il VINCO Vos è

0

ARRICCHIMENTO

AD > spento

se

:

7 =

TIPO ,

: "A SVUOTAMENTO" VINTO

(D)

~ Vos 0 è

(ee

: access

= ,

- (spento) 0

Vos Vin <Ips

INTERDIZIONE =

: =

(canale elettroni)

(acceso) Vos Vin de

INVERSIONE >

:

VDS

LINEARE drain

conduttivo

Vos-Vin canale tra

> = > e

source

: ,

J

En[[os-Vin) s-V

Fos =

DVDS D

t Vos-Vin canale al drain

VIS il

&

SATURAZIONE restringe

si vicino

>

> :

↑

(

G ,

G IDS (Vos-VTN)2

IDS En

- Ins

t > =

>

Vs

- VD V

>

S V

Vos S

(E) (D)

TRANSCARATTERISTICA Vas

Ins VDS

funzione Ins

CARATTERISTICA USCITA funzione

de oe

DI

: In : in

IDS Vas

En

OFF LIN

SAT

MODULAZIONE CANALE

LUNGHEZZA

DI 7

DI L' -Ah

Vaselevato

La lunghezza del diminuisce

effettiva canale con : =

si el di

Ins strozzamento

Rn sposta

Lcala punto

aumentano e

e

se ,

PMOSFET basato condensatore MOS substrato r

su a

"(E)

Il Vip(0

ARRICCHIMENTO Vos

AD è

0

,

> spento

se

> : =

TIPO : "A SVUOTAMENTO" (D)

~ O

Vip) Vos 0 è

: se access

= ,

- (spento) 0

Vos)Vip Ips

INTERDIZIONE <

: =

(canale

(acceso) VosVip

INVERSIONE lacne)

de

:

VDS)

LINEARE drain

conduttivo

Vos-Vip canale tra

> > e

source

: ,

J

Rp[[Vos-Vip)

-V

Fos =

VISIVOS-VT

D canale al

il

SATURAZIONE restringe

si

PVDS vicino

> source

> : ,

t ( (Vos-VTp)2

G IDS Rp

G - Ins

IDS =

E

t S V

YVs

F S

- S v

VOS (D)

(E)

TRANSCARATTERISTICA VDS

Ins

Vas CARATTERISTICA USCITA funzione

Ins funzione de

DI

de : in

: In Vas

Rp

- 54x -

OFF (intersezione

NMOSFET

POLARIZZAZIONE carico

el

trovare de

punto operativo tra retta

curva e

=

RESISTENZA

1) DRAIN

AL Enos-Vin,

Fds

SAT voluzione sempre

n se

= LIN

VDS)

(VID-

IR 1

= R (sol Unica

Ilo

è

LIN risolvere grado

di

necessario equazione

un SAT

.

Rn((Vo-Viv)VDs-Vs] Rn[(Vo-Viv)Vs-Vs]

VD-Vs

EDs >

= =

R

VDS)

(VID-

IR 1

= R

2) RESISTENZA SOURCE

AL Vo-IDsRs

VoS

SAT = VDD-IDsRs

VDS = (Vos-Vin)

En(ros-Vin] En Vo-Vos

Vo-Vos

Es =

= = Rs

Rs -

X

i =

Ax2Vo-Vin-X Vos-Vin O

perché

soluzione

Unica X30 acceso

: con se

RS

RESISTENZA

3) DRAIN

SOURCE AL

E

AL &

(Vos-Vin)

En Vo-Vos

Vos

trovo

13

SAT con = Rs (acceso

Vin

Vas

VERIFICO >

SEMPRE :

(Vos-Vin)

En

Ins

11) = (sot)

VDS Vos-VTN

>

VDD-Vas

VDS Ins

Vad-RDIDS-RsIDs <

= = RstRD

4) CIRCUITO 4 RESISTENZE

A RG2

VDD

VO

PARTITORE DI TENSIONE = R61 R62

+

la

scelgo polarizzazione

e

al gate (intersezione carico

PMOSFET

POLARIZZAZIONE el

trovare de

punto operativo tra retta

curva e

=

RESISTENZA

1) DRAIN

AL (ros-Vip)

En

Ins

SAT edizione sempre unica

= & VDS RD IDS-VDD

(VbstVDD)

Ir =

1 .

= R

2) RESISTENZA SOURCE

AL Vo-VostRIDS VDD

SAT = RpVDD-Vo

Rp(ros-Vip]

VDD-VotVos Vos

FDg +

= <

= 2 Rs

Rs X

i =

X2VDD-VG Vip Vos-Vip O

perché

+

+ X0

X acceso

con

soluzione se

unica : RS

3) RESISTENZA DRAIN

SOURCE AL

E

AL &

(Vos-Vip)

Rp Vos

VDD-Vo

SAT Vos +

trovo

1) con =

2 Rs (acceso

Vas(Vip

VERIFICO SEMPRE :

(Vos-Vip)

&P

Ins

11) = (sot)

VDS Vos-VTP

<

VPDs

IDs

VDD-RsIDs-RDIDstVDS O <

= =

4) CIRCUITO 4 RESISTENZE

A RGz

VID

VO

PARTITORE DI TENSIONE = R61 R62

+

la

scelgo polarizzazione

e

al gate (Un IDSIGEN)

MOSFET COME GENERATORE CORRENTE

DI MOSFET mantenendo

il

de polarizzare

generatore consente

VpRz Vas Vos-VIN

Vo > :

se

= >

R1 Re

+ VD VDD-RbFrEF

Rn(Vos-Vin

Free Vint2IreF

elos = è

ed VDS

noto

= = us Vo-Vos

Vs

Rn =

VO

CONTROLLATO

GENERATORE DA

SAT = IREF ISAT

Xn1

se = ID

, ,

applicazione :

SPECCHIO IreF

CORRENTE da

= circuito

DI ad altro

del

corrente

Copiare ramo un

un

una (Vos-Vin)2 Etroecuro)

Rnz

(O)

IPOTESI 1) 111) X

VIN VIN 11) M2 SAT

e Ins

in :

=

M1 M2 =

,

,

VOS

R IREF

VDD +

= . ⑧

un (Vos-Vin)

7 Em

VREF-O VREF

VOS Vos-VIN FREF

M1

VDS Ins

è SAT

My = in

=

:

per : =

> , =

~

D VREF

VREF-O

VDS =

= (5-Vin)

Rnz

G Knz

IDS2 &

VREF quindi

è uguale el

Vos Ma

M1 rapporto

per

=

S = =

(SVin)

, Ru1

Kn1

FDS1 &

PIÙ RETI

POLARIZZAZIONE :

: Rm1 IreF

In

MOSFET

Rs

sostituisco con un = .

KnA

gen de corrente

Usato come : Rnz

Iz

Rnz

Ipsz IREF

FDS3 IB

= =

= .

RHA

Rn1 E

INTRO

AMPLIFICATORI - A

GUADAGNO

MODELLO :

> lK1 è

So attenuato rispetto Si

:

SI Sp

A è

1A) amplificato

1 rispetto

So Si

> :

SEGNALE ·

= R

ASI As0 invertente

non

:

So = AO invertente

:

AMPLIFICATORE TENSIONE

DI Ra

Rin I

Ann

Noe

VN Es ;

= RovtTRL

Rin

Rs + TRA

Av

No di A

Avo guadagno tensione

: =

= IN vuoto

Q

Ri C

=

Avevo de

guadagno tensione

:

Us

~As-Av

Rout

Rin O

IDEALE 0 ; =

= CORRENTE

AMPLIFICATORE DI Rout

lo

Rg

In Aizlin I

1 i

S =

= RovtTRL

Rin

Rs + Rout Ai tio

=1 A

di

Fic guadagno corrente

: =

1

~ cortocrunto

in

R 0

=

Ai-io de

guadagno corrente

:

is

MAicAi

Rouzaco

Rin

IDEALE O ;

= TRANSCONDUTTANZA

AMPLIFICATORE ip

DI de

tensione usita

trasforma Min corrente

una

in

una ingresso

in

Rout &

to

Rin

Win Es IniMN

; =

= RovtTRL

Rin

Rs +

10 Rout R

Ag Se

transconduttanza

de

Em guadagno

·

= = - m

MN Ri 0

=

10

Ag guadagno effettura

:

=

Ag

Rout

Rin

IDEALE 0 Im

0 my

; = =

= Un

TRANSRESISTENZA

AMPLIFICATORE trasforma

DI tensione de usuta no

corrente ingresso

una una

in in &

iIn Ris R

in

;

=

↑ RovtTRL Rot Ry Rs

No A Um

transresistenza

de

guadagno

im im

>

· =

= ~ Estrin

IIN Ri c

=

No guadagno

Ar effettivo

:

= 15

Ap

O Rout

Rin Um

IDEALE O ~g =

; =

=

LINEARITÁ è

il dipende

costante

A

guadagno da l'informazione

vin

e

se non preserva

una

- GALO QOCA)1 ampiezza

è ACO

forma

Stessa

RAPPORTO vo ridotto ha

No forma

VIN, SO stessa

: inverso

: segno

in

:

: ma

(VDDVss)

def terminale

Vss alimentazione

Vad de

=

, ("SATURAZIONE"

l'intervallo cu

stabiliscono

VSSXVDD può VDD VsS

to No

variare

in supera

= ,

REGIONE LINEARE USSVMINKA NE VAx VID

NOFAN >

T .

LINEARIZZAZIONE ERRORE

VALIDITÀ :

: e laVin min SVinmax] Ran

Min(e) e

de E

variazioni

segnali =

hnears .

non : COST VAR

con Nole -

Win(t) Norz(t)

VintWind) Wort(t) n(t)

Nat(t)

Vout =

A .

+ stif

=

= =

,

operativo

punto :

(Vin , l'amplificatore

dove

Vout) è DC

polarizzato ESEMPIO

;

in NMOS CON RE

, si del

al quale effettuano le

attorno

Centro variazioni

segnale tempo-variante

unearizzazione : hneare

(in(t) può approssimato

sistema lineare

piccol segnale come

per essere

non

un

,

avort-guadagno nell'intorno

A del operativo

punto

= din MODELLO SEGNALI

Al PICCOLI

LINEARIZZAZIONE

SULLA è la Nout(t)

MN(t)

linearizzare

possibile relazione del

tra definendo

dominio

porzione

una

e in ,

(AVIN Max]

l'intervallo linearità

de 1Vn

Min ,

, .

=

* Vinsen(ut)

il si

segnale

dato globale Vin decono

+ :

=

n I Vink D

VIN GRANDE dell'intervallo

SEGNALE ue

operativo

punto centrale

punto

e

,

MNIE) SEGNALE

PICCOLO del

perturbazione operativo

punto

intorno

in un

,

(pendenza

Ad Vort curva

guadagno della

:

d VIN PROCEDURA

Risoluzione Unears

circuito

de de componente

presenza :

non

in

un -

,

& Q(V

(costanti) el 1)

DC lavoro

ingressi de

usando trovo punto

generatori in

e , lavoro

(solo

② ai

linearizzo l'approssimazione de

del punto

lineari lineare

componente intorno

sostituisco in un

: aperto

(tensione

⑤ i

tutti ingressi corrente

costanti circuto

C C

generatori <

<

spengo e .,

.

↑ il ingressi

sol

linearizzato AC

risolvo generatori

arcento e

con

MODELLO PICCOLI SEGNALI

A tensione-corrente

da che

lineari

equivalente ha relazione

componente elementari