ZADANA DO ĆWCZEŃ Z ELEMENTÓW ELEKTRONCZNYCH teat: Trazystory MOS prowadzący Piotr Płotka, e-ail pplotka@eti.p.da.pl, tel. 347-634, 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,. - -
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.. - -
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 ( 00 30 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 ( 00 30 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. - 3 -
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. 3.. - 4 -
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 (4. - 5 -
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. 4.3. Rys. 4.3-6 -
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 -
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. 5.3. GSdc T. wy we 0.8 0.6 0.4 0. rys. 5.3 0 0 0.5.5.5 GSdc ZADANE 6. - 8 -
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 5 0-3 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 300 4 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. - 9 -
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. 357 36, Dec. 994. 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. 690 698, 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 (7.6-0 -
( 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 5 0-3 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 5 0-3 F/ 400 0-9 0-3 A/ S (8.5 - -
Rys. 8. Dla wyzaczeia eleetów ałosyałoweo scheatu zastępczeo trazystora MOS pozostaje obliczeie wartości pojeości CGS oraz CGD wedłu zal. 8. i zal. 8.: CGS 0,66 0-5 F (8.6 CGD 0,33 0-5 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. 8. - -
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. - 3 -
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 (9.6-4 -
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. 9. - 5 -
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. 0. - 6 -
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. 0.3. 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 -
( 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. (0.3. - 8 -