งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

1 5.3 สัญลักษณ์และความสัมพันธ์ แรงดัน - กระแสของ MOSFET NMOS สัญลักษณ์ แบบสี่ขา (4-terminal symbol)

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "1 5.3 สัญลักษณ์และความสัมพันธ์ แรงดัน - กระแสของ MOSFET NMOS สัญลักษณ์ แบบสี่ขา (4-terminal symbol)"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1 1 5.3 สัญลักษณ์และความสัมพันธ์ แรงดัน - กระแสของ MOSFET NMOS สัญลักษณ์ แบบสี่ขา (4-terminal symbol)

2 2 PMOS

3 3 Discrete MOSFET สำหรับ discrete MOSFET ผู้ผลิตจะทำ การเชื่อมต่อขา S และขา B เข้าด้วยกัน ( ดังนั้น discrete MOSFET จะไม่มี body effect) ทำให้เราสามารถใช้ สัญญลักษณ์แบบ 3 ขาได้ ทั้งนี้จะเห็นได้ว่าขา D และ S ของ discrete MOSFET จะไม่สามารถใช้สลับกันได้ NMOSPMOS

4 4 MOSFET ในวงจร รวม อย่างไรก็ตามในบางครั้งเราไม่สามารถทำการเชื่อมต่อ B และ S ของ MOSFET ใน IC ได้ ตัวอย่างเช่น NMOS ทุกตัวภายใน IC ที่ผลิตด้วย กระบวนการผลิตแบบ CMOS n-well มาตรฐานจะมีขา B ร่วมกัน ในกรณีนี้จะนิยมต่อขา B ของ NMOS ไป ยังแหล่งจ่ายแรงดันต่ำสุดของวงจร (V SS หรือ ground) เพื่อไม่ให้รอยต่อ pn ( ระหว่าง BS และ BD ของ NMOS) มีโอกาสอยู่ในสภาวะ on

5 5 ในทำนองกลับกัน PMOS ทุกตัวภายใน IC ที่ ผลิตด้วยกระบวนการผลิตแบบ CMOS p-well มาตรฐานจะมีขา B ร่วมกัน ในกรณีนี้จะนิยมต่อ ขา B ของ PMOS ไปยังแหล่งจ่ายแรงดันสูงสุด ของวงจร (V DD ) เพื่อไม่ให้รอยต่อ pn ( ระหว่าง substrate และขา D/S ของ PMOS) มีโอกาส อยู่ในสภาวะ on

6 6 หากมีการระบุว่าขา B ของ MOSFET ต่ออยู่ที่ใด เราสามารถใช้สัญญลักษณ์แบบ 3 ขาแทน MOSFET ใน IC ได้ดังนี้ Digit al Anal og PMO S NMO S

7 7 โดย หากละเลย Body Effect เราสามารถแสดงความสัมพันธ์ ระหว่าง i D กับ v GS และ v DS ได้ในสามสภาวะ ได้ดังนี้ Surface mobility ของ electron Gate capacitance ต่อ หน่วยพื้นที่ ( หน่วย A/V 2 ) Note หากละเลย channel-length modulation effect ด้วย i D ของ NMOS ในสภาวะ active จะ ประมาณได้เป็น NMOS

8 8

9 9 โดย Surface mobility ของ hole Gate capacitance ต่อ หน่วยพื้นที่ หากละเลย Body Effect เราสามารถแสดงได้ ว่า PMOS

10 10 ตัวอย่างการวิเคราะห์วงจร MOSFET ตัวอย่างที่ 1 กำหนดให้ NMOS มี K = 0.4 mA/V 2 และ V t =2 V จง เลือกค่าตัวต้านทานในวงจรเพื่อให้ NMOS อยู่ในสภาวะ active I D = 0.4 mA และ V DS = 4 V และ เนื่องจาก V G = 0 ดังนั้น และ แบบฝึกหัด 1 จงหาว่า R D ต้องมีค่ามากกว่าเท่าไหร่จึงจะทำ ให้ NMOS อยู่ในสภาวะ triode

11 11 ตัวอย่างที่ 2 กำหนดให้ NMOS มี K = 0.4 mA/V 2 และ V t = 0.9 V และ R D = R S = 10 k  จงเลือกค่า V G เพื่อให้ NMOS อยู่ในสภาวะ active และมี I D = 0.1 mA และ เนื่องจาก V S = (0.1mA)(10k  ) = 1 V ดังนั้น V G = 2.4 V แบบฝึกหัด 2 จงทำการตรวจสอบว่า NMOS อยู่ใน สภาวะ active จริงหรือไม่ แบบฝึกหัด 3 V G จะต้องน้อยกว่าเท่าไหร่ NMOS ถึงอยู่ ในสภาวะ cut-off

12 12 ตัวอย่างที่ 3 กำหนดให้ NMOS มี K = 0.2 mA/V 2 และ V t = 0.8 V จงเลือก ค่า R D เพื่อให้ I D = 0.8 mA NMOS ทำงานอยู่ในสภาวะ active แน่ ๆ (?) และ เนื่องจาก V DS = V GS = 2.8 V ดังนั้น แบบฝึกหัด 4 จงเลือก R D ที่ทำให้ I D = 0.5 mA

13 13 ตัวอย่างที่ 4 กำหนดให้ NMOS มี K = 0.1 mA/V 2 และ V t = 1 V ถ้า R D = 5 k  จงหา I D จะได้ I D = 0.4 mA, 1.6 mA แบบฝึกหัด 5 ถ้า R D = 2 k  จงหา I D แทน V GS = V DS = V DD - I D R D = I D ลงในสมการ ข้างบนจะได้

14 14 ตัวอย่างที่ 5 กำหนดให้ NMOS มี K = 0.5 mA/V 2 และ V t = 1 V ถ้า R 1 = R 2 = 10 k  และ R D = R S = 6 k  จงหา I D แทน V G = 5 V และ V S = I D R D = 6000I D ลงในสมการ ข้างบนจะได้ จะได้ I D = 0.5 mA, 0.89 mA V DS = 4 V

15 MOS Inverter

16 16

17 17 NMOS Inverter ถ้าเราแทนที่ R D ด้วย NMOS ที่ทำการ ลัดวงจรขา D และ G NMOS จะอยู่ในสภาวะ active เสมอเพราะ v GS > v GS - V tn v DS > v GS - V tn = V eff

18 18

19 19

20 20 ในช่วง A-B ’ M 1 cut-off ทำให้ i D1 = i D2 = 0,

21 21 CMOS Inverter

22 22 0

23 23 CMOS Inverter V DD

24 24 ย่าน II เมื่อเพิ่ม v I จะทำให้ v O ตกลงและ M P อยู่ใน สภาวะ triode จนกระทั่ง ย่าน IV เมื่อลด v I จะทำให้ v O เพิ่มขึ้นและ M N อยู่ใน สภาวะ triode จนกระทั่ง M P เข้าสู่สภาวะ active M N เข้าสู่สภาวะ active ย่าน III

25 25 แบบฝึกหัด 6 รูปข้างล่างแสดงกราฟโอนย้ายแรงดันของวงจร กลับตรรกะ CMOS ที่มี V DD = 5 V ถ้า จงหาว่า v I ในช่วงใดที่ทำ ให้ 1) M N /cut off และ M P /triode (2) M P /cut off และ M N /triode


ดาวน์โหลด ppt 1 5.3 สัญลักษณ์และความสัมพันธ์ แรงดัน - กระแสของ MOSFET NMOS สัญลักษณ์ แบบสี่ขา (4-terminal symbol)

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google