ZADANIA DO ĆWICZEŃ Z ELEMENTÓW ELEKTRONICZNYCH temat: Tranzystory MOS. prowadzący Piotr Płotka, tel , pok.

Transkrypt

1 ZADANA DO ĆWCZEŃ Z ELEMENTÓW ELEKTRONCZNYCH teat: Trazystory MOS prowadzący Piotr Płotka, e-ail pplotka@eti.p.da.pl, tel , pok. 30 ZADANE. W trazystorze MOS z kaałe typu przy DSdc, atężeie prądu a wartość 0,5 A przy GSdc,. Dla tej saej wartości DSdc, przy GSdc 0,6 wartość 80 µa. Wyzacz wartość apięcia prooweo T trazystora oraz wartość współczyika β µ Cox W/L, dzie µ ruchliwość elektroów, Cox pojeość braki a jedostkę powierzchi, W/L stosuek szerokości do dłuości kaału. Rozwiązaie: Ozaczay: DSdc, GSdc, 0,5 A DSdc, GSdc 0,6 80 µa Prąd dreu trazystora MOS z kaałe typu oża ajprościej wyrazić w fukcji GSdc oraz DSdc jako: 0 dla GSdc < T (. ( β GSdc T DSdc dla GSdc T i 0 DSdc < GSdc - T (. ( GSdc T dla GSdc T i DSdc GSdc - T (.3 Nie zay zakresu pracy trazystora. Załóży więc, że w obu puktach pracy trazystor zajduje się zakresie asyceia (.3. Wyraźy stosuek: Stąd GSdc GSdc GSdc T T T (.4 GSdc T (.5 czyli T GSdc GSdc (.6 Otrzyujey wartość apięcia prooweo T 0,. - -

2 Obliczay: β (.7 ( GSdc T co daje wartość β A/. Pozostaje sprawdzić czy ie popełiliśy błędu zakładając, że trazystor pracuje w zakresie asyceia (.3. Widziy, że GSdc T oraz DSdc GSdc - T (.8 GSdc T oraz DSdc GSdc - T (.9 Nasze założeie było więc poprawe zadaie jest rozwiązae. ZADANE. Trazystor MOS z kaałe typu a apięcie proowe T,0. Zierzoo, że przy DSdcx GSdcx 3,0 wartość prądu dreu wyosi x 0,0 A. Taki trazystor użyto do budowy układu przedstawioeo a rys.. Wyzacz wartość w układzie z rys.. jeżeli wiadoo, że DSdc 30,0. Rys.. Rozwiązaie: Działaie trazystora w układzie ożey aalizować zając jeo paraetry T oraz β. Wartość T jest daa, a wartość β ożey określić a podstawie daych w pierwszej części zadaia. Zauważy, że GSdcx 3,0 > T,0 (. oraz DSdcx 3,0 > GSdcx - T 3,0,0 (. To ozacza, że w przedstawioy w pierwszej części zadaia pukcie pracy trazystor pracuje w obszarze asyceia i dla teo puktu pracy oża użyć Zal. (.3. Po jej przekształceiu otrzyujey wartość β: x 0 A β 0 A/ (.3 3,0,0 ( ( GSdcx T Zając paraetry T oraz β trazystora M ożey aalizować jeo działaie w układzie z rys... Nie wiedząc z óry w jaki obszarze pracuje trazystor w układzie z rys.. - -

3 triodowy czy asyceia załóży, że M pracuje w obszarze asyceia, czyli że oża stosować Zal. (.3 rówież w ty przypadku. Poadto, z rys.. wyika, że DD DSdc + R0 (.4 czyli DD DSdc (.5 R 0 Porówując prawe stroy Zal. (.3 i Zal. (.5 otrzyujey: DD DSdc ( GSdc T (.6 R0 W Zal. (.6 iezaa jest tylko wartość GSdc. Wyzaczay ją: ( DD DSdc GSdc T + (.7 βr0 Po podstawieiu zaych wartości liczbowych: czyli ( GSdc + + 0,59 (.8 0 A/ 0 Ω,59 GSdc (.9 Rówaie (.6 a jeszcze jedo rozwiązaie: ( DD DSdc GSdc T (.0 β R0 czyli ( GSdc 0 A/ 0 Ω 0,59,4 (. Zauważy, że GSdc,4 < T (. Jest to wartość iejsza od wartości apięcia prooweo T. Wartość tę ależy zate odrzucić poieważ zakładaliśy, że trazystor pracuje w obszarze asyceia. Pozostaje sprawdzić czy dla obliczoej wartości GSdc,59 spełioe jest przyjęte wyżej założeie o pracy trazystora M w obszarze asyceia. Zauważy, że: GSdc,59 >,0 T (.3 oraz DSdc 30,0 > GSdc - T,59,0 0,59 (.4 Spełioe są zate waruki pracy trazystora M w asyceiu Zal. (.3. Ostateczie: GSdc,59 (.5 ZADANE 3. Trazystor MOS z kaałe typu p, o wartości współczyika βp A/ i wartości Tp - 0, pracuje w układzie jak a rys. 3.. Wyzaczyć zakresy wartości rezystacji R dla których trazystor pracuje w obszarze asyceia i zakresy wartości R dla których trazystor pracuje w obszarze ieasyceia

4 Rys. 3. Rozwiązaie: Prąd dreu trazystora MOS z kaałe typu p oża ajprościej wyrazić w fukcji GSdc oraz DSdc jako: 0 dla GSdc > Tp (3. ( DSdc β p GSdc Tp DSdc dla GSdc Tp i 0 DSdc > GSdc - Tp (3. ( GSdc Tp β p dla GSdc Tp i GSdc - Tp DSdc (3.3 Widziy, że dla trazystora M z kaałe typu p GS GSdc < Tp oraz DD < GS - Tp (3.4 Trazystor M oże zate pracować w obszarze asyceia. Warukie jest aby: DSdc GSdc - Tp (3.5 Wartość DSdc wyzaczay jako DSdc DD - R (3.6 i podstawiay do zal. (3.5 otrzyując dla obszaru asyceia GSdc Tp DD R (3.7 Podstawiay wartość w obszarze asyceia z zal.(3.3: ( GSdc Tp DD R (3.8 β p ( GSdc Tp Po podstawieiu wartości liczbowych otrzyujey: R 3,75 kω (.9 Dla wartości R 3,75 kω trazystor M pracuje w zakresie asyceia. Dla wartości R > 3,75 kω trazystor M pracuje w zakresie ieasyceia. Warto to rozwiązaie ziterpretować raficzie szkicując charakterystyki trazystora i proste obciążeia dla trzech przypadków: R < 3,75 kω, R 3,75 kω oraz R3 > 3,75 kω jak a rys

5 Rys. 3. ZADANE 4. Trazystor MOS z kaałe typu a apięcie proowe T 0, oraz współczyik β A/. Określić wartość chwilową apięcia dre-źródło vds(t w układzie jak a rys. 4.. Pojeość Cz oża uważać za zwarcie dla składowej zieej. Rys. 4. Rozwiązaie: Najpierw wyzaczyy stałoprądowy pukt pracy trazystora. Napięcie GS określay z dzielika apięcioweo GSdc DD R/(R+R (4. co daje GSdc,. Zauważay, że GS > T oraz DS > 0. Ozacza to, że trazystor pracuje w obszarze asyceia lub ieasyceia. Przyjijy, że pracuje w obszarze asyceia. Słuszość teo założeia ależy sprawdzić po wyzaczeiu puktu pracy. Zae wartości GSdc oraz T podstawiay do zal..3. Otrzyujey 0,5 A. Rówaie oczkowe DD DSdc + R0 (

6 pozwala określić wartość DSdc DD - R0 (4.3 DSdc,5 (4.4 Ozacza to, że DSdc GSdc - T (4.4 czyli, że ie yliliśy się przyjując założeie o pracy trazystora w asyceiu. Wyzaczoy stałoprądowy pukt pracy trazystora pozwala a określić wartość traskoduktacji w ałosyałowy scheacie zastępczy trazystora MOS (rys. 4.. d (4.5 dgsdc DSdc cost. Podstawiając zal..3 do zal. 4.5 otrzyujey d ( GSdc T ( GSdc T (4.6 dgsdc W aszy przypadku S. Rys. 4. Małosyałowy scheat zastępczy trazystora MOS dla ałych częstotliwości i zikoej wartości DS. Tworzyy ałosyałowy scheat zastępczy układu, dla ałych częstotliwości słuszy dla pracy trazystora w obszarze asyceia. W ty celu w ukłazie z rys. 4. zastępujey trazystor jeo ałosyałowy scheate zastępczy z rys. 4.. Pojeości o bardzo dużych wartościach zastępujey zwarciai. dukcyjości o bardzo dużych wartościach zastępujey rozwarciai. Niezależe źródła apięć stałych zastępujey zwarciai. Niezależe źródła prądów stałych zastępujey rozwarciai. Otrzyay ałosyałowy scheat zastępczy dla iewielkich częstotliwości przedstawioo a rys Rys

7 Dostrzeay, że w obwodzie wejściowy układu a rys. 4.3 wartości aplitud s E (4.7 Aalizując oczko wyjściowe wyzaczay aplitudę składowej zieej apięcia dre-źródło: ds -d R0 -R0E (4.8 Po podstawieiu zal. 4.6 otrzyujey ds -β(gsdc - TR0E (4.8 Podstawieie wartości liczbowych daje aplitudę składowej zieej ds -3. Zak "-" w wyiku iterpretujey jako odwróceie fazy przez asz wzaciacz. Powyższe wyrażeie a aplitudę składowej zieej apięcia dre-źródło ds w zależości od aplitudy składowej zieej apięcia wejścioweo E oraz od składowej stałej apięcia braka-źródło GSdc jest słusze dla ałych syałów o ałej częstotliwości, kiedy oża zaiedbać aditacje pojeości CGS i CGD trazystora. Wartość chwilowa apięcia dre-źródło vds vds(t DSdc + ds si(ωt,5-3 si(ωt ZADANE 5. Trazystor MOS z kaałe typu pracuje w układzie tłuika reulowaeo apięcie braka-źródło GSdc. Wyzaczyć charakterystykę przejściową wy(we,gsdc, dzie wy oraz we są aplitudai ałych apięć zieych o iewielkich częstotliwościach. Trazystor M a apięcie proowe T 0, oraz współczyik β A/. Rys. 5. Rozwiązaie: Z układu a rys. 5. wyika, że trazystor M pracuje z zerową składową stałą apięcia dreźródło, DSdc 0 (5. Przewodość dyaiczą ds będącą odwrotością rezystacji dyaiczej rds oża przedstawić jako d ds (5. rds ddsdc GSdc cost Gdy GS T, charakterystyki statycze M w obszarze ieasyceia wyrażoe są w przybliżeiu przez zal... ds ( GSdc T DSdc (5.3 r ds - 7 -

8 Rys. 5. Uwzlędiając zal. (5. otrzyujey: r ds β ( GSdc T (5.4 Zate trazystor M w obwodzie z rys 5. pracuje jako reulowaa rezystacja tworząc eleet dzielika apięcioweo złożoeo z R oraz rds. Charakterystykę przejściową wy(we,gsdc dzielika (tłuika reulowaeo apięcie braka-źródło GSdc przy DSdc 0 przedstawia zależość: rds we wy ( we, GSdc rds + R (5.5 Po podstawieiu zal. 5.4: we wy ( we GSdc + β R (5.5 ( Charakterystykę przejściową wy(we,gsdc /we przedstawia rys GSdc T. wy we rys GSdc ZADANE

9 Trazystor MOS z kaałe typu a brakę o dłuości L 50. Jakiej wartości częstotliwości raiczej ft oża spodziewać się dla teo trazystora? Zadaie rozwiązać dla dwóch przypadków. a Przyjąć, że prędkość uoszeia elektroów w polu elektryczy rówa jest prędkości asyceia vsat 0 7 c/s 0 5 /s. b Przyjąć, że prędkość uoszeia elektroów w polu elektryczy wyosi vdrift µe, dzie µ 300 c / s. Przyjąć wartość adwyżki apięcia braka-źródło ad apięcie proowy GS - T. Założyć, że trazystor pracuje w obszarze asyceia (petodowy. Rozwiązaie: a Obliczay czas przelotu elektroów: l 50 t t (6. 5 v 0 /s sat tt s. Szacujey częstotliwość raiczą ft : ft 30 GHz 3 πt 6,850 s t (6. b Szacujey częstotliwość raiczą ft : W μ C ox GS f L T π C + C π C W L Po uproszczeiu f T [ ] s d ( μ GS π L T ox ( T (6.3 (6.4 Podstawiay wartości, c s 0,03 30 f T Hz Hz (6.5 6 π 50 π 50 6,8 5 Ostateczie ( ft,9 0 Hz,9 THz (6.6 Koetarz: Oszacowaa w te sposób wielkość ft jest zaczie większa od wartości ierzoej dla trazystorów z brakai o dłuości 50, Mierzoe wartości są podobe do wartości otrzyaej w pukcie a. Błąd szacowaia w pukcie b wyika z przyjęcia ierealeo założeia, że prędkość uoszeia elektroów jest wprost proporcjoala do atężeia pola elektryczeo vdrift µe. W trazystorach o ajkrótszych produkowaych dziś dłuościach kaałów L wartości atężeń pola elektryczeo E są tak duże, że dochodzi do asyceia prędkości uoszeia elektroów, jak przyjęto w pukcie a zadaia

10 Uwaa dla dociekliwych: W pukcie b zadaia przyjęto µ 00 c / s. Jest to wartość typowa dla trazystorów o dłuości kaału ok. 50. Zauważy, że jest oa około pięć razy iejsza od wartości µ wewątrz dużej próbki iedoieszkowaeo krzeu. Miejsza wartość µ w kaale rozważaeo trazystora bierze się z rozpraszaia elektroów związaeo z iędzypowierzchią Si/SiO oraz z istiejącej w trazystorze składowej pola elektryczeo prostopadłej do płaszczyzy przepływu prądu. Zobacz p: S. Takai, A. Toriui, M. wase, ad H. Tao, O the uiversality of iversio layer obility i Si MOSFETs: Part Effects of substrate ipurity cocetratio, EEE Tras. Electro Devices, vol. 4, o., pp , Dec S. Severi, L. Patisao, E. Auedre, E. Sa Adres, P. Eybe, ad K. De Meyer, A reliable etric for obility extractio of short-chael MOSFETs, EEE Tras. Electro Devices, vol. 54, o. 0, pp , Oct. 007 ZADANE 7. Zaprojektuj wartości szerokości kaału W i jeo dłuości L dla trazystora MOS z kaałe typu. Natężeie prądu dreu w obszarze asyceia powio być ie iejsze iż x A przy GSdc GSdcx,5. Wartość dłuości kaału L powia być ożliwie duża, a wartość częstotliwości raiczej ft powia być ie iejsza iż ftx 50 GHz przy x. Pojeość braki a jedostkę powierzchi Cox 5 ff/µ,5 0 - F/. Przyjij, że wartość apięcia prooweo T 0,5. Przyjij, że prędkość uoszeia elektroów w polu elektryczy wyosi vdrift µe, dzie µ 300 c / s. Przyjij, że iiale ożliwe do wykoaia wartości W oraz L wyoszą li 00. Rozwiązaie: Natężeie prądu dreu w obszarze asyceia przestawia zależość ( GSdc T (7. dzie β µ Cox W/L. Natężeie prądu dreu a być ie iejsze iż x przy GSdcx. Stąd μ Cox ( GSdcx T W x L (7. co daje W x L μ ( Cox GSdcx T (7.3 po podstawieiu daych otrzyujey 3 W 0 L 0,03,5 0,5 0,5 4,44 (7.4 ( Szacujey częstotliwość raiczą ft przy x: W μ C ox GSdcx f L T π C + C π C W L Po uproszczeiu [ ] s d ( μ ft π L Zadaie wyaa aby GSdcx T ox ( T (7.5 (

11 ( μ GSdcx T f Tx π L Stąd wiosek, że dłuość kaału L usi być iejsza iż μ ( GSdcx T L π ftx Po podstawieiu daych otrzyujey (,5 0,5 (7.7 (7.8 0,03 L 30 (7.9 0 π 50 W zadaiu wyaaa jest ożliwie duża wartość L, a jedocześie usi być spełioy waruek określoy przez zal. (7.9. Przyjijy zate L 300 (7.0 Uwzlędiając zal. (7.3 ożey określić W: x L W 4,44300,33 μ (7. μ Cox ( GSdcx T Przyjijy, że W,5 µ (7. Pozostaje sprawdzić czy przyjęte wartości W oraz L są ie iejsze iż iiale ożliwe do wykoaia - li 00. Widziy, że L 300 > li 00 (7.3 W,5 µ > li 00 (7.4 Odpowiedź - wartości W oraz L spełiające waruki zadaia określają zal. (7.0 oraz zal. (7.. ZADANE 8. Dla układu jak a rys. 8. arysować ałosyałowy scheat zastępczy i określić wartości eleetów i paraetrów w i występujących. Wyzaczyć órą częstotliwość raiczą f0 pasa przeoszeia wzocieia apięcioweo K ds/e, dzie ds oraz E są aplitudai apięć zieych. Przyjąć, że CGG staowi zwarcie, a RGG staowi rozwarcie dla składowej zieej. Przyjąć, że trazystor pracuje w obszarze asyceia (petodowy, a elektroy w kaale poruszaja się z prędkością asyceia vsat 0 7 c/s 0 5 /s. Pojeość charakterystycza Cox 5 ff/µ F/. Szerokość kaału W 400, dłuość L 00. Przyjąć, że pojeość tworzoa przez przewodzącą elektrodę ad dielektrykie braki dzieli się a pojeości braka-źródło i braka-dre w astępujący sposób: CGS L W Cox/3 (8. CGD L W Cox/3 (8. Rozwiązaie: Gdy elektroy poruszają się z prędkością asyceia atężeie prądu dreu w petodowy obszarze pracy oża wyrazić zależością: vsat Cox W (GSdc - T (8.3 Różiczkując tę zależość wzlęde GSdc otrzyujey wielkość traskoduktacji d dgsdc DSdc cost. vsat Cox W (8.4 Po podstawieiu daych 0 5 /s F/ A/ S (

12 Rys. 8. Dla wyzaczeia eleetów ałosyałoweo scheatu zastępczeo trazystora MOS pozostaje obliczeie wartości pojeości CGS oraz CGD wedłu zal. 8. i zal. 8.: CGS 0, F (8.6 CGD 0, F (8.7 Paiętając, że pojeość CZ oraz źródła apięć stałych staowią zwarcia dla składowych zieych, atoiast RGG oża uważać za rozwarcie, otrzyujey ałosyałowy scheat zastępczy aszeo układu jak a rys. 8.. W układzie z rys. 8. zay wartości wszystkich eleetów. Możey zate wyzaczyć fukcję przeoszeia K ds/e w zależości od częstotliwości, czyli rówież żądaą wartość częstotliwości bieua f0, a przykład etodą potecjałów węzłowych lub prądów oczkowych. J.M. Miller w 90 r. zapropoował prostszą etodę obliczaia wartości f0. Zauważył, że przy częstotliwości f0 oduł wzocieia apięcioweo poiędzy puktai G' oraz D jest tylko o 3 db, czyli około,4 razy, iejszy iż dla ałych częstotliwości. Dla celu obliczeia prądu cd płyąceo przez pojeość CGD Miller przyjął zate, że wartość aplitudy apięcia ds, przy f f0, jest w przybliżeiu taka saa, jak dla ałych częstotliwości: ds -R0's (8.8 co daje wartość cd w postaci cd jω 'd CGD jω ('s - ds CGD jω (+ Ro CGD 's (8.9 Zauważy, że wartość prądu przedstawioeo w zal. (8.9 jest taka saa, jak wartość prądu płyąceo przez pojeość CM w układzie przedstawioy a rys.8.3, dzie CM (+ Ro CGD (8.0 Rys

13 Rys. 8.3 Rys. 9. oraz CMwy + CGD R (8. o W układzie przedstawioy a rys. 8.3 obwód wejściowy jest iezależy od obwodu wyjścioweo. Łatwo wyzaczyć częstotliwość bieua związaeo z obwode wejściowy: E ' s ( ω (8. + jϖr [ ( + Ro CGD + CGS ] Zwykle jest to bieu doiujący, a jeo wartość częstotliwości, czyli óra częstotliwość raicza f0 pasa przeoszeia wzocieia apięcioweo wyosi: f0 πr [ ( + Ro CGD + CGS ] (8.3 Po podstawieiu daych otrzyujey f 0 8,0 GHz (8.4 Należy jeszcze sprawdzić czy częstotliwość bieua związaeo z obwode wyjściowy ie jest iejsza: Ro f πro CMwy πro ( + Ro CGD GHz (8.5 Widziy, że ie jest: f 0 8,0 GHz < f GHz (8.6 czyli poprawie obliczyliśy wartość f0. ZADANE 9. Trazystor MOS z idukoway kaałe typu pracuje w układzie jak a rys. 9.. Dla wartości R kω, SS,, T 0, oraz β µ Cox W/L 0 A/ wyzacz wartości, outdc oraz aplitudy out

14 Rozwiązaie: Stałoprądowy pukt pracy Źródło apięcia zieeo Esiπft staowi zwarcie dla składowej stałej: GSdc + Sdc R SS 0 (9. Ale w trazystorze MOS składowe stałe prądów źródła i dreu są rówe Sdc (9. Zate GSdc + R SS 0 (9.3 Napięcie SS jest większe iż T, więc trazystor a pewo ie jest odcięty pracuje w zakresie asyceia lub triodowy. Możey to rozstrzyąć dostrzeając, że składowe stałe potecjałów braki i dreu są rówe potecjałowi asy, czyli: DGdc 0 (9.4 W waruku pracy trazystora MOS w obszarze asyceia DSdc GSdc - T (9.5 ożey dokoać podstawieia DSdc G + GSdc (9.6 otrzyując G + GSdc GSdc - T (9.7 Przy uwzlędieiu zal. 9.4 dla aszeo układu otrzyujey waruek pracy w obszarze asyceia w postaci: 0 + GSdc GSdc - T (9.8 czyli 0 - T (9.9 Dla trazystora MOS z idukoway kaałe typu wartość T jest dodatia, czyli ierówość w zal. 9.9 jest spełioa. Stąd wiosek, że w układzie z rys. 9. trazystor MOS z idukoway kaałe typu pracuje w obszarze asyceia o ile tylko SS jest większe iż T, co jest spełioe w aszy przypadku. Natężeia prądu dreu oża zate przedstawić jako: ( GSdc T (9.0 Z zal. 9.0 i zal. 9.3 otrzyujey ( R SS T (9. β czyli ( + ( R R SS T SS T 0 (9. β Z dwóch rozwiązań teo rówaia poprawe jest 0,8 A (9.3 Druie rozwiązaie,,5 A, odrzucay poieważ z zal. 9. przy uwzlędieiu zal. 9. wyikałoby, ze dla teo rozwiązaia GSdc < T. Z rys. 9. wyika, że apięcie wyjściowe outdc -GSdc (9.4 To apięcie wyzaczay z zal. 9. przy uwzlędieiu zal. 9.: GSdc 0,6 (9.5 outdc -GSdc -0,6 (

15 Aplituda out Wiedząc, że trazystor pracuje w obszarze asyceia i zając wartość GSdc, ożey wyzaczyć wartość ( GSdc T (9.7 4 S (9.8 i arysować ałosyałowy scheat zastępczy dla ałych częstotliwości jak a rys. 9.. Napięcie out wyrażay jako out R 's (9.9 Dla oczka obwodu wejścioweo E 's + out (9.0 Z zal. 9.9 i zal. 9.0 otrzyujey ostateczie R out E (9. + R co oża przedstawić jako E out (9. + R W aszy przypadku podstawieie wielkości liczbowych daje: out E + 4S kω E + 8 0, 89 E (9.3 ZADANE 0. W układzie jak a rys. 0. trazystor MOS z idukoway kaałe typu a T 0, oraz β µ Cox W/L 5 A/. Trazystor MOS z idukoway kaałe typu p a Tp -0,3 oraz βp µp Cox Wp/Lp A/. Wyzacz wartości D, odc. Rys

16 Rozwiązaie: W układzie występują trazystory MOS z M z kaałe typu i Mp z kaałe typu p. Warto więc zazaczyć elektrody G, S oraz D, a także kowecje dodatich apięć braka-źródło i dre-źródło oraz prądów dreów jak a rys. 0.. Przy uwzlędieiu tych kowecji dostrzeay, że D -Dpdc (0. GSdc N 0,6 (0. GSpdc N - DD 0,6 -,3-0,7 (0.3 DSdc - DSpdc DD (0.4 odc DSdc DD + DSpdc (0.5,3 DD > 0 (0.6 Zauważy, że N GSdc 0,6 > T 0, (0.7 oraz Rys. 0. N - DD GSpdc -0,7 < Tp -0,3 (0.8 Na podstawie zal. (0.6, zal. (0.7 i zal. (0.8 wioskujey, że oba trazystory M i Mp przewodzą prądy dreów. O żady z ich jedak ie wiey, w jaki obszarze pracy asyceia, czy triodowy pracują. Załóży więc, że oba trazystory M i Mp pracują w obszarach asyceia. (0.NN Przy ty założeiu prąd wyraża zależość: ( GSdc T (0.9 Rys

17 Rys. 0.3 Po podstawieiu zal. (0. otrzyujey ( N T (0.0 co daje 400 µa (0. Przy powyższy założeiu prąd Dpdc wyraża zależość: ( GSpdc Tp Dpdc β p (0. Po podstawieiu zal. (0.3 otrzyujey ( N DD Tp Dpdc β p (0.3 co daje Dpdc -60 µa (0.4 Z zal. (0. wyika, że prądy dreów oraz Dpdc powiy być rówe co do wartości bezwzlędej i różić się zakie. Z zal. (0. i zal. (0.4 widać jedak, że obliczoe wartości ie spełiają teo waruku. Ozacza to, że popełiliśy błąd zakładając pracę obu trazystorów M i Mp w obszarach asyceia. Miejszą wartość bezwzlędą Dpdc obliczyliśy dla trazystora z kaałe p. Przy ustaloej wartości apięcia GSpdc, określoej przez zal. (0.3 wartość bezwzlęda Dpdc ie oże być większa iż wyika to z zal. (0.4. Z druiej stroy, obliczoa wartość prądu trazystora M oże być iejsza dy przyjiey, że M pracuje w obszarze triodowy. W te sposób ożliwe będzie spełieie waruku określoeo przez zal. (0.. Rezyujey zate z założeia (0.NN i zakładay, że Mp pracuje w obszarze asyceia, a M pracuje w obszarze triodowy. (0.NT Rozwiązaie ilustruje rys Przy założeiu (0.NT wartość Dpdc adal wyrażoa jest przez zal. (0. zal. (0.4. Zodie z zal. (0. przyjujey: D -Dpdc 60 µa (0.5 Natoiast dla określeia DSdc używay wzoru: - 7 -

18 ( DSdc GSdc T DSdc (0.6 Po podstawieiu i przekształceiu: DSdc β β ( N T DSdc Dpdc 0 (0.7 W zal. (0.7 ie zay tylko poszukiwaej wartości DSdc. Zajdujey dwa rozwiązaia: DSdc 0,09 (0.8 oraz DSdc 0,7 (0.9 Sprawdzay: 0,7 DSdc > GSdc - T 0,6 0, 0,4 (0.0 Dla wartości DSdc ie jest więc spełioy waruek pracy M w obszarze triodowy. Wartość DSdc odrzucay. Sprawdzay, że pierwsze rozwiązaie spełia waruek pracy M w obszarze triodowy: 0,09 DSdc < GSdc - T 0,6 0, 0,4 (0. Przyjujey zate, że DSdc DSdc 0,09 (0. czyli, przy uwzlędieiu zal. (0.5 odc DSdc 0,09 (0.3 Pozostaje jeszcze sprawdzić czy przy wyzaczoych wartościach D oraz odc trazystor Mp pracuje w obszarze asyceia. Waruek DSpdc < GSpdc - Tp (0.4 przy uwzlędieiu zal. (0.5 i zal. (0.3 przybiera postać: DSpdc DSdc - DD < N - DD - Tp (0.5 DSpdc -, < -0.4 GSpdc - Tp (0.6 Waruki pracy Mp w obszarze asyceia są spełioe. Założeie (0.NT jest słusze. Odpowiedź - wartości D oraz odc są określoe przez zal. (0.5 i zal. (