solución quiz 4

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



*+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.



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



vout

vin

=− g M1 r out =−0.!×".05/=−2.1/

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