Elettronica 1 - Appunti e esercizi

Name: Elettronica 1 - Appunti e esercizi
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Author: shiva28

Aggiornato il 12/04/2026

di shiva28

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Appunti ed esercizi per l'esame di Elettronica 1 della professoressa Merlo. Sono presenti una raccolta di alcune prove svolte e teoria sui transistor. Gli argomenti trattati sono i seguenti: …

Esame Elettronica 1

Facoltà Interfacoltà

Dal corso del Prof. Merlo Sabina

Università Università degli Studi di Pavia

A.A. 2011-2012

36 pagine

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Appunto

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Estratto del documento

Enhancement-type NMOS transistor

Key parameters and formulas

Overdrive voltage: V_OV = V_GS - V_T

Magnitude of the electron charge in the channel: |Q_I| = C_ox(W L) V_OV

Oxide capacitance: C_ox = ε_ox / t_ox [F/m²]

W/L: Transistor aspect ratio

μ_n: Electron mobility [cm²/Vs]

g_ds formula: g_ds = μ_n C_ox W/L (V_GS - V_T)

1/r_DS: 1/r_DS = g_DS

K'_n: K'_n = μ_n C_ox

K'_n = k'_n W/L

K_n (MOSFET transconductance parameter): K_n = 1/2 μ_n C_ox W/L

K_n = 1/2 k'_n

K_n = μ_n C_ox W/L [A/V²]

a₀ = k (V_gs - V_t)² , V_DS ≥ V_OV

Triode region

i_D = μ_n C_ox W/L [(V_gs - V_t)V_DS - 1/2 V_DS²]
i_D = k [(V_gs - V_t)V_DS - 1/2 V_DS²]
= 2K [(V_gs - V_t)V_DS - 1/2 V_DS²]

v_GD > V_T

g_m = ∂I_D/∂V_gs | _{V_GS+V_DS}

Saturation region

i_D = 1/2 μ_n C_ox W/L (V_GS - V_T)² = K (V_GS - V_T)²

Channel-length modulation

i_D = 1/2 k_n W/L (V_gs-V_t)²[1 + λ V_DS]

V_gd ≤ V_t

Early voltage

V_A = 1/λ [V]

Output resistance

r_o = (∂i_D/∂v_DS)| ^-1 _{V_GS=const}
r_o = 1/λ I_D
I₀ = 1/2 k_n W/L (V_GS - V_T)²
r_o = V_A/I_D

Small signal model

i_d = I_D + i_d
i_d = k' ^W/_L (v_GS - V_t) v_gs
g_m = ^di_d/_{dv_gs} = k' ^W/_L (V_GS - V_t)
g_m = d_{i_d}/dv_gs |_{V_DS}=cost
g_m = 2K (V_GS - V_t)

P-channel MOSFET

V_T < 0

k = ¹/₂ µ_pCox (^W/_L)

Transistor ON: se: V_GS < V_T (ovvero V_SG > |V_T|)

V_DS < 0

V_DS > 0 uscente da drain

Triode

V_DS ≤ V_GS - V_TP

i_D = k [2 (V_GS - V_TP) V_DS - V_DS²]

Saturazione

V_DS ≥ V_GS - V_TP

V_SD ≥ V_SG - |V_TP|

i_D = k ^{(V_GS - V_TP)²}/_{V_SG - V_TP} (1 + λ V_DS)

V_SG = |V_TP| + V_OV

V_SD ≥ |V_OV|

Per il punto di lavoro spesso si approssima: i_D = k (V_GS - V_T)²

λ = ¹/_{V_A}

λ V_A < 0

Per piccolo segnale:

r_o = ¹/_|λ| / I_D
g_m = 2K (V_GS - V_T)

Il circuito equivalente per piccolo segnale è lo stesso per l'N-MOSFET

Common-gate (CG) amplifier

R_OUT = R_D/^{(1+g_m20)R_SL}
i_X = -g_mV_DS = -g_m(0-V_X) = g_mV_X
R_IN = V_X/i_X = 1/g_m
R_OUT = R_D
V_DS = 0-V_X = V_X
V_X = i_X(R_D||R_L) = i_X(R_D||R_L) + 2o_mV_X) = (R_D||R_L)
R_IN = V_X/i_X = 1/g_m(1+R_D||R_L/2o)

1 / g_m

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