solución quiz 4
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8/19/2019 Solución Quiz 4
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QUIZ 4.ELECTRÓNICA 2.UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA.
1. En el circuito mostrado en la figura los MOSFETs tienen las características enumeradas a
continuación:
K N ' = K P
' =100
μ A
V 2 V THN =|V THP |=0.5 λ N =λ P =0
W
L 1
=!
2
W
L 2
=" W
L !
=2
a. #i$u%ar el circuito de &olari'ación ( )erificar la 'ona de o&eración de los tres MOSFETs.
*+lculo de la corriente del drenador de M1 ,-#1:
V GS1=5×100
200 =2.5→ I D1=
1
2(0.1) !
2 (2.5−0.5)2=0.! mA
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*+lculo de la corriente del drenador de M! ,-#!:
V G3= 1/5×5
1/5+!25=1./5→1./5=V GS3+2.5 I Z →1./5=V GS3+2.5
1
2(0.1) (2)(V GS3−0.5)2=0→
1./5=V GS3+0.25 (V GS3−0.5)2→V GS3+0.25V GS32−0.25V GS3+0.025=1./5→
0.25V GS32
+0./5V GS3−1./5=0→V GS32
+!V GS3−./5=0→
V GS3=1.5 I D3=1./5−1.5
2.5 =0.1 mA
*+lculo de la corriente del drenador de M2 ,-#2:
Esta &are%a de transistores forman un es&e%o de corriente con la relación geomtricaW
Ligual
&ara los dos. 3or lo tanto la corriente en los dos transistores es la misma.
−5+V SG2+/0
" I D2=0→−5+V SG2+(/0
" )(1
2)(0.1) (" )(V SG2−1
2)2
=0→
−5+V SG2+/
2 V SG2
2 −V SG2+1
4 =0→−5+V SG2+
/
2V SG2
2 −/
2V SG2+
/
=0→
/
2V SG2
2−5
2V SG2−
!!
=0→V SG2
2−5
/V SG2−
!!
2=0→V SG2=1.5→ I D2=0.45 mA
*+lculo de la corrientes - e -6:
I D2− I D1− I X =0→ I X = I D2− I D1=0.45−0.!=0.15 mA
I X − I Y − I D3=0→ I Y = I X − I D3=0.15−0.1=0.05 mA
erificación de la 'ona de o&eración de los transistores:
V X =1/×0.15=2.55 V
V Y =25×0.05=1.25 V
−5+V SD2+V X +V Y =0→V SD2=5−2.55−1.25=1.2
*omo 1.2 7 1.5 8 0.5 el transistor M2 o&era en la 'ona de saturación.
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V W =2.5×0.1=0.25
−V Y +V DS3+V W =0→V DS3=1.25−0.25=1 V
*omo 1 9 1.5 0.5 el transistor M! o&era en el límite de las 'onas de saturación ( triodo.
V DS1=V X +V Y =2.55+1.25=!. V
*omo !. 7 2.5 0.5 el transistor M1 o&era en la 'ona de saturación.
$. #i$u%e el circuito e;ui)alente de &e;ue<a se<al sin reem&la'ar el modelo de los MOSFETS en el
mismo. *on $ase en este circuito= calcule la ganancia de )olta%evout
v in
. Solo &ara este c+lculo
λ N =0.0 ( λ P =0.1 .
El transistor M2 es una fuente de corriente. >o mismo sucede con el transistor M !.
vout
vin
=− g M1 r out → r out =r o1∥r o2∥[1/+25∥(r o3+2.5 g M3 r o3+2.5)]
r o1= 1
I D1λ1
= 1
0.0×0.!=41./? Ω
r o2= 1
I D2λ2
= 1
0.45×0.1=22.22222? Ω
r o3= 1
I D3λ!
= 1
0.1×0.=12.5? Ω
g M3= 2 I D3
V GS3−0.5=
2×0.1
1.5−0.5=0.2
mA
V
g M1=2 I D1
V GS1−0.5=
2×0.!
2.5−0.5=0.!
mA
V
r out =41./∥22.2222∥[1/+25∥(12.5+2.5×0.2×12.5+2.5) ]→
r out =41./∥22.2222∥[1/+25∥21.25 ]=41./∥22.2222∥2.44→
r out = 1
1
22.2222222+
1
41./+
1
2.4444
=".05/? Ω
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vout
vin
=− g M1 r out =−0.!×".05/=−2.1/
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