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C.E.A.D.10.1 CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 10 (2 ore) Zone di funzionamento del MOSZone di funzionamento del MOS Circuiti equivalentiCircuiti.

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1 C.E.A.D.10.1 CIRCUITI ELETTRONICI ANALOGICI E DIGITALI LEZIONE N° 10 (2 ore) Zone di funzionamento del MOSZone di funzionamento del MOS Circuiti equivalentiCircuiti equivalenti EsempiEsempi Inverter C-MOSInverter C-MOS

2 C.E.A.D.10.2 Richiami Transistori MOSTransistori MOS –MOS a canale “n” ad arricchimento (enhancement) Caratteristiche, EquazioniCaratteristiche, Equazioni –MOS a canale “n” a svuotamento (depletion) Caratteristiche, EquazioniCaratteristiche, Equazioni –MOS a canale “p” ad arricchimento (enhancement) Caratteristiche, EquazioniCaratteristiche, Equazioni –MOS a canale “p” a svuotamento (depletion) Caratteristiche, EquazioniCaratteristiche, Equazioni SimboliSimboli

3 C.E.A.D.10.3 Equazioni ZonaEquazioniCondizioni ZonaEquazioniCondizioni

4 C.E.A.D.10.4 Separazione fra Triodo e Saturazione Sostituendo nell’equazione di I D la condizione limite su V DSSostituendo nell’equazione di I D la condizione limite su V DS

5 C.E.A.D.10.5 Zone di funzionamento MOS a canale “n” ad arricchimentoMOS a canale “n” ad arricchimento V GS V DS [V] I D [  A] Triodo Saturazione Interdizione

6 C.E.A.D.10.6 Circuito equivalente Interdizione Equazioni lineariEquazioni lineari Circuito equivalenteCircuito equivalente Condizioni da verificareCondizioni da verificare in G out D S

7 C.E.A.D.10.7 Circuito equivalente Saturazione Circuito equivalenteCircuito equivalente G D S IDIDIDID

8 C.E.A.D.10.8 Circuito equivalente lineare Saturazione Circuito equivalenteCircuito equivalente G D S g m v GS

9 C.E.A.D.10.9 Circuito equivalente Triodo Circuito equivalenteCircuito equivalente G D S IDIDIDID

10 C.E.A.D Circuito equivalente lineare Triodo Circuito equivalenteCircuito equivalente G D S g m v GS rDrDrDrD

11 C.E.A.D Esempio 1 AssumereAssumere MOS InterdettoMOS Interdetto

12 C.E.A.D Esempio 2 Calcolare l’amplificazioneCalcolare l’amplificazione –Ipotesi saturazione

13 C.E.A.D Esempio 3 Calcolare l’amplificazioneCalcolare l’amplificazione –Ipotesi saturazione

14 C.E.A.D Circuito equivalente lineare Saturazione HF Circuito equivalenteCircuito equivalente G D S g m v GS C GD C GS

15 C.E.A.D INVERTER Realizza la funzione logica NOT (negazione)Realizza la funzione logica NOT (negazione) SimboloTabella di veritàSimboloTabella di verità INOUT

16 C.E.A.D REALIZZAZIONE CIRCUITALE Versione a contattiRealizzazione CMOSVersione a contattiRealizzazione CMOS INOUTINOUT V SS V DD Q n Q p I

17 C.E.A.D CARATTERISTICA DI TRASFERIMENTO Caratteristica CaratteristicaCaratteristica Caratteristica IDEALE REALE V U V I V U V I a b c d e

18 C.E.A.D Zone di Funzionamento dell’inverter CMOS Deve essere I D(n) = -I D(p) = I Deve essere I D(n) = -I D(p) = I Zona “a” : V i < V T(n), I = 0, V u = V DDZona “a” : V i < V T(n), I = 0, V u = V DD Zona “b” :Q p zona triodi, Q n saturazioneZona “b” :Q p zona triodi, Q n saturazione Zona “c” :Q p saturazione, Q n saturazioneZona “c” :Q p saturazione, Q n saturazione Zona “d” :Q p saturazione, Q n zona triodiZona “d” :Q p saturazione, Q n zona triodi Zona “e” : V i > V T(p), I = 0, V u = V SSZona “e” : V i > V T(p), I = 0, V u = V SS

19 C.E.A.D Equazioni Per Q n si haPer Q n si ha –saturazionetriodo Per Q p si haPer Q p si ha –saturazionetriodo

20 C.E.A.D Zona b Q p zona triodi, Q n saturazioneQ p zona triodi, Q n saturazione -I Dp = I Dn-I Dp = I Dn Condizione limite V U = V I + 1Condizione limite V U = V I + 1

21 C.E.A.D Zona d Q n zona triodi, Q p saturazioneQ n zona triodi, Q p saturazione I dn = -I DpI dn = -I Dp Condizione limite V U = V I - 1Condizione limite V U = V I - 1

22 C.E.A.D Caratteristiche Non c’è dissipazione di potenza in condizioni staticheNon c’è dissipazione di potenza in condizioni statiche VuVu I VIVI VIVI a b c d e

23 C.E.A.D Comportamento dinamico Non è presente il problema d’immagazzinamentoNon è presente il problema d’immagazzinamento Per  n =  p è t on = t offPer  n =  p è t on = t off I MOS danno luogo a correnti piccoleI MOS danno luogo a correnti piccole Le capacità parassite sono piccoleLe capacità parassite sono piccole Per pilotare carichi capacitivi si usano più stadi in cascata di dimensioni crescentiPer pilotare carichi capacitivi si usano più stadi in cascata di dimensioni crescenti

24 C.E.A.D Porte logiche Logica complementareLogica complementare –MOS “n” realizzano la funzione –MOS “p” realizzano la funzione complementare Porta NANDPorta NAND –MOS “n” funzione AND –MOS “p” Funzione OR

25 C.E.A.D Schema Porta NAND AND = serieAND = serie OR = paralleloOR = parallelo A B Y V DD V SS

26 C.E.A.D Schema Porta NOR AND = serieAND = serie OR = paralleloOR = parallelo A B Y V DD V SS

27 C.E.A.D Complex Gate Y = (A + B)  CY = (A + B)  C A B Y V DD V SS C

28 C.E.A.D Famiglia logica 74HCxxx 74HC0274HC02 V DD V SS X U Y

29 C.E.A.D Conclusioni Zone di funzionamento del MOSZone di funzionamento del MOS Circuiti equivalentiCircuiti equivalenti EsempiEsempi Inverter C-MOSInverter C-MOS


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