Seminar DEC-1

Seminarul 10 DEC-1Problema 1. TEC-MOS cu canal indusPentru circuitul din fig. 1 s se determine:

a) PSF-ul tranzistorului i s se verifice dac poate lucra ca amplificator de semnal mic;

b) In caz afirmativ, s se determine amplificare n tensiune a circuitului, Av=Vout/Vin.

Se dau: VP=1V, . Se neglijeaz efectul de modulare a lungimii canalului ((=0).

Fig. 1.Rezolvare:a) Schema echivalenta de c.c.: condensatoarele intrerup circuitul n locul unde sunt conectate (fig. 2). Astfel C1 ntrerupe (deconecteaz n c.c.) circuitul format din rg i Vin (care astfel lipsete pe schema echivalent de c.c.) iar C2 ntrerupe RL (de asemenea absent pe schema echivalent de c.c.).

Fig. 2.

PSF-ul se determin prin rezolvarea sistemului alctuit din ecuaia de dispozitiv i ecuaia de circuit.

Ecuaia de circuit este VGS=VG-VSDeoarece IG=0, aplicnd regula divizorului de tensiune rezult

Curentul de sursa este egal cu cel de drena si astfel potentialul din sursa este:

Observatie: se lucreaz cu rezistenele exprimate n k i curentul n mA pentru ca tensiunile s fie n V.

Ecuaia de dispozitiv este

, adic

Se alege acea valoare a curentului ID pentru care se ndeplinete condiia VGS>VP: ID=0,89mA

ID=0,5mA

Rezult c ID=0,5mA.

Tensiunea D-S se scrie

Astfel, n PSF, M1 se caracterizeaz prin valorile:

Circuitul poate lucra ca amplificator de semnal mic dac se ndeplinete condiia:

, adic tranzistorul s lucreze n regiunea de saturaie.

Se observ c

, deci tranzistorul lucreaz n regiunea de saturaie.

b) Schema echivalent de semnal mic are forma din fig. 3:

Fig. 3.

Rezult

unde:

iar

i astfel

? Cum poate fi marit amplificarea n tensiune, fr a modifica PSF-ul tranzistorului?Rspuns: In relaia amplificrii n tensiune se observ c dac factorul este mai aproape de unitate (=1), atunci amplificarea (n modul) se apropie de maximul posibil, n acest caz, i anume 3,75 (n modul).

Rezulta c, n c.a., ar trebui sa dispar influena rezistorului RS. Pentru a realiza acest lucru, RS se scurtcircuiteaz n c.a. cu ajutorul unui condensator de valoare suficient de mare, astfel nct reactana lui capacitiv la frecvenele de lucru ale amplificatorului s fie neglijabil n raport cu valoarea lui RS. Situaia descris poate fi implementat n dou moduri:

1. Prin scurtcircuitarea (decuplarea) total a rezistenei RS (fig. 4, a);

2. Prin scurtcircuitarea numai a unei pri din RS (fig. 5, a).

1. Scurtcircuitarea (decuplarea) total a rezistenei RS

Fig. 4, a.

Schema de semnal mic are forma din fig. 4, b:

Fig. 4, b.

Amplificarea n tensiune este n acest caz:

2. In cazul al doilea, se mparte RS n 2 rezistoare, de exemplu RS1=1k i RS2=5k, astfel nct RS1+RS2=6k i RS2 se decupleaz cu un condensator (fig. 5, a):

Fig. 5, a.

Schema de semnal mic are forma din fig. 5, b:

Fig. 5, b.

Amplificarea n tensiune este n acest caz:

Observaie: avantajul circuitelor din figurile 1, 4, a i 5, a const n faptul ca rezistena de intrare este mare i anume

Problema 2. TEC-MOS cu canal indus. Dimensionare de rezistene

S se dimensioneze rezistenele din fig. 6 astfel nct tranzistorul nMOS s lucreze la ID=0,4mA i VD=+0,5V. Tranzistorul nMOS are VP=0,7V, (nCox=100(A/V2, L=1(m i W=32(m. Se neglijeaz efectul de modulare a lungimii canalului ((=0).

Rezolvare: circuitul redesenat se prezint n fig. 7.

Fig. 6.Fig. 7.

Tranzistorul nMOS lucreaz n regiunea de saturaie dac VDS(VGS-VP). Dar VDS=VD-VS iar VGS=VG-VS i condiia de lucru n regiunea de saturaie se rescrie sub forma:

sau

, deoarece VG=0 (poarta este legat la mas).

Valoric , ceea ce nseamna c nMOS lucreaza n regiunea de saturaie i ID se determin cu relaia:

Tensiunea G-S se scrie:

Poarta este legat la mas, astfel nct sursa se afl la -1,2V deoarece

Se alege valoarea standard 3,3k( 5%

Se alege valoarea standard 5,1k( 5%

Problema 3. TEC-MOS cu canal indus. Citirea datelor de catalogCircuitul din fig. 8 este realizat cu un TEC-MOS cu canal indus de tipul 2N7008 ale crui date de catalog se prezinta n fig. 9.

S se determine:

a) PSF-ul tranzistorului. Pentru TEC-MOS, se consider valorile minime din datele de catalog.

b) Amplificarea de semnal mic.

Fig. 8.

Fig. 9.Rezolvare:

a) Schema echivalenta de c.c. are forma din fig. 10:

Fig. 10.

Relaia curentului de dren se poate pune sub forma:

, unde Kn este parametrul de conducieDin datele de catalog rezult VP=1V i la VGS=10V, curentul de dren are valoarea ID(on)=500mA, adic:

de unde

Rezult c n PSF TEC-MOS se caracterizeaz prin valorile

Pentru calculele de semnal mic trebuie determinat transconductana gm:

b) Schema echivalent de c.a. are forma din fig. 11:

Fig. 11.

Page 6 of 6

_1355676883.unknown

_1356438234.unknown

_1448470864.unknown

_1450008767.unknown

_1450459239.unknown

_1450459428.unknown

_1450459459.unknown

_1450459224.unknown

_1448472311.unknown

_1448472347.unknown

_1448472374.unknown

_1448471066.unknown

_1388157227.unknown

_1388302333.unknown

_1388157690.unknown

_1388128920.unknown

_1355733116.unknown

_1356425524.unknown

_1356425539.unknown

_1356425542.unknown

_1356425546.unknown

_1356425536.unknown

_1356425504.unknown

_1355678917.unknown

_1355678975.unknown

_1355731731.unknown

_1355727438.unknown

_1355678963.unknown

_1355678111.unknown

_1355678741.unknown

_1355676903.unknown

_1355676235.unknown

_1355676324.unknown

_1355676359.unknown

_1355676681.unknown

_1355676270.unknown

_1353945235.unknown

_1355675338.unknown

_1355675475.unknown

_1355674799.unknown

_1353945250.unknown

_1353345945.unknown

_1353945225.unknown

_1353343591.unknown

_1353345748.unknown

_1353343589.unknown