Elettronica 1 - MOSFET, elettronica digitale, memorie

GS

La   soluzione   a   questo   problema   è   aggiungere   una   resistenza   sul   source   così   da   fissare   solo   V e  

G  

non   V :  

GS    

V  =  V  -­‐  V  =  V  -­‐  R I Così   facendo   il   punto   di   lavoro   rimarrà   molto   simile   nonostante  

GS G S G S D   venga  cambiato  il  tipo  di  MOSFET.  

Il  sistema  risolve  mediante  calcoli  la  soluzione  grafica.    

Riassunti  di  Jessica  Asietti,  non  fotocopiare!  

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MOSFET  

parte  due  

Ricapitolando  i  vari  tipi  di  amplificatore:  

    R  ingresso   R  uscita   guadagno   note  

R  =  R   R  =  R non  buono  come  

G D  

source  comune   invertente  

abbastanza  alta   abbastanza  alta   stadio  finale  

  chiamato  anche  

R  =  R   R  =  r  //  1/g

G o m    

drain  comune   al  massimo  1   “inseguitore  di  

abbastanza  alta   piccola   source”  

chiamato  “buffer  

  di  corrente”  

R  =  1/g R  =  R

m   D  

gate  comune   maggiore  di  1   perché  ottimo  

piccola   abbastanza  alta   amplificatore  di  

  corrente  

  MOSFET  A  CANALE  P  

  A  differenza  del  canale  n,  il  MOSFET  a  canale  

p   deve   allontanare   gli   elettroni   e   creare   un  

canale  di  lacune  (corrente  più  lenta).  Per  fare  

questo   è   necessario   applicare   una   corrente  

negativa   sul   gate   in   modo   da   respingere   gli  

elettroni  e  attirare  le  lacune.    

Si  nota  che  tra  il  substrato  e  le  pozze  a  canale  

p+   ci   sono   giunzioni   a   diodo,   quindi   perché  

non   conducano   è   necessario   che   il   body   sia  

ad   una   tensione   positiva,   lo   colleghiamo  

quindi  alla  

tensione  più  positiva  del  circuito.    

Per  il  resto,  il  PMOS  è  praticamente  uguale  all’NMOS  a  parte  i  segni  delle  tensioni  e  correnti:  

perché  ci  sia  canale  la  

tensione  tra  gate  e  source  deve  essere  negativa  

• perché  scorra  corrente  la  

tensione  sul  drain  deve  essere  negativa  

• la   corrente   scorre   da  source  verso  drain  

•

 Riassunti  di  Jessica  Asietti,  non  fotocopiare!  

  2  

NB.   Perché   il   transistor   sia   in  

  saturazione   il   drain   può   salire  

al  massimo  di  una  |V |  sopra  il  

t

  gate.  

   la  tensione  di  Early  è  negativa!  

Nel   caso   di   piccolo   segnale   il   transistor   NMOS   e   il   transistor   PMOS   hanno   lo   stesso   circuito  

equivalente  perché  non  c’è  più  il  problema  della  polarizzazione!  

NB.  Ricordarsi  la  differenza  sostanziale  tra  il  PMOS  e  l’NMOS  per  quanto  riguarda  il  body:  

body  NMOS  connesso  alla  tensione  più  bassa  del  circuito  (-­‐Vss)  

• body  PMOS  connesso  alla  tensione  più  alta  del  circuito  (+Vdd)  

•

  EFFETTO  BODY    

(o  “effetto  di  substrato”)

L’effetto  body  si  manifesta  quando  

source  e  body  non  si  trovano  alla  stessa  tensione.    

Essendo   che   oramai   i   chip   sono   molto   complessi,   solitamente   tutti   i   body   dei   vari   transistor  

vengono  connessi  insieme,  i  PMOS  all’alimentazione  più  alta  mentre  gli  NMOS  alla  più  bassa.  Se,  

però,   il   source   non   si   trova   alla   tensione   uguale   al   suo   body   si   formerà   una   tensione   di  

polarizzazione  tra  di  loro  che  influenzerà  il  circuito:    

la  tensione  di  polarizzazione  allargherà  la  regione  di  svuotamento  che  ridurrà  il  canale  

• per  riportare  il  canale  alla  sua  dimensione  originaria  servirà  aumentare  la  tensione  v  

• GS

In   realtà,   l’effetto   body   può   essere   visto   come   una   variazione   della   tensione   di   soglia   che   fa  

diminuire  la  corrente.  Quindi  si  può  dire  che   l’effetto  body  influenza  la  corrente  di  drain  e  quindi  

dovrà   apparire   un   nuovo   generatore   di   corrente   nel   piccolo   segnale   pilotato   dalla   tensione   di  

polarizzazione  tra  source  e  body.    

 Riassunti  di  Jessica  Asietti,  non  fotocopiare!  

  3  

  tra   0.1  

e  

0.3    

     Per  stabilire  se  un  circuito  soffre  dell’effetto  di  substrato:  

1. circuito  in  continua:  

source  NMOS  connesso  alla  tensione  più  bassa  del  circuito?  sì!  

• source  PMOS  connesso  alla  tensione  più  alta  del  circuito?  sì!  

•

allora  non  soffre  dell’effetto  body  in  continua  

2. piccolo  segnale:  i  source  sono  a  massa  per  il  segnale?  sì!  Allora  non  c’è  effetto  di  substrato  

in  alternata  (perché  anche  i  body  essendo  a  tensioni  continue  sono  a  massa)  

Effetto  body  nelle  configurazioni  base:  

  in  continua   piccolo  segnale  

source  comune   sì   no  

source  comune  con  Rs   sì   sì  

gate  comune   sì   sì  

drain  comune   sì   sì  

  CELLA  BASE  DI  AMPLIFICAZIONE  

La  cella  di  guadagno  di  base  è  realizzata  con  una  configurazione  a  source  comune  con  carico  un  

generatore   di   corrente   costante.  Non  essendo  presente  la  resistenza  R  (che  risulterebbe  anche  

D

difficile  da  realizzare  in  circuiti  integrati)  ma  un