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Allora ho il seguente esercizio da risolvere, è stato risolto in classe dal professore, ma io avrei dei dubbi e me lo sto rivedendo tutto per capirlo bene, visto che sarà un tipico esercizio dell'esame di Elettronica Digitale. Allora inizio a scrivere l'esercizio con la risoluzione, poi quando ho bisogno di aiuto mi fermo, attendo le risposte e continuo la risoluzione dell'esercizio.

• Calcolare la caratteristica statica e la caratteristica dinamica del seguente circuito:



Allora iniziamo dalla caratteristica statica.

CARATTERISTICA STATICA

Iniziamo considerando e teniamo conto che il condensatore nel calcolo della caratteristica statica possiamo considerarlo come circuito aperto. Quindi

Consideriamo le condizioni nelle diverse regioni di lavoro del MOSFET:

--> interdizione

--> triodo o saturazione

In particolare:

-->triodo

--> separazione tra triodo e saturazione

--> saturazione

Nel nostro caso pertanto il MOSFET è accesso e lavorerà nella regione di triodo o in saturazione, sappiamo che:



Ora per determinare la regione di lavoro dobbiamo calcolare il . Qui avrei il primo dubbio, il professore ha detto che è evidente guardando il circuito che è prossimo a pertanto lavorerà in regione di triodo. Quindi si utilizza il modello del MOSFET nella regione di triodo dove esibisce una resistenza di canale e questa resistenza può essere calcolata dalla seguente formula:



Dal momento che è molto piccolo il termine può essere trascurato quindi si può facilmente calcolare :



Dove:



E il circuito equivalente è il seguente:



E considerando il partitore di tensione si può calcolare

Però non ho capito per quale motivo è prossimo a zero, se eventualmente vorrei calcolarlo come dovrei procedere?

P.S. La massa in alto a destra non la considerate l'ho messa per sbaglio e me ne sono accorto solamente dopo aver postato il circuito.

La tensione è connessa con la polarità sbagliata

ireon ha scritto:Qui avrei il primo dubbio, il professore ha detto che è evidente guardando il circuito che è prossimo a 0 pertanto lavorerà in regione di triodo.

Se uno non riesce a intuire in quale regione lavora il dispositivo (qualunque, non solo il MOS) deve procedere così:

1) Assume che il dispositivo sia in una certa regione di funzionamento e risolve il circuito utilizzando la caratteristica che il dispositivo ha nella regione scelta.
2) Verifica che le correnti e le tensioni trovate siano compatibili con la regione di funzionamento assunta al punto 1): se non lo sono, allora quella assunta non è la ragione di funzionamento corretta e ne deve scegliere un'altra.

PS: usa i pedici nelle equazioni, diventano più leggibili: guarda come ho scritto e

PPS:

Però non ho capito per quale motivo VDS è prossimo a zero, se eventualmente vorrei calcolarlo come dovrei procedere?

Volessi

Si il più sta sotto ho sbagliato a scriverlo. comunque allora consideriamo l'equazione che descrive nella regione di triodo:



Poi so che:



E sostituendo e risolvendo l'equazione, essendo di secondo grado, mi trovo due valori di però poi quale dei due dovrò considerare? perché alla fine dovrei avere un solo valore di ed essendo dovrà essere uguale a ovvero il valore che mi sono trovato prima ed effettivamente è prossimo a zero come supposto.

Come faccio a mettere i pedici?

Intanto vado avanti con la risoluzione e passiamo alla caratteristica dinamica.

CARATTERISTICA DINAMICA

Dalla caratteristica statica abbiamo ottenuto:

-->

-->

Adesso consideriamo separatamente le commutazioni e

Commutazione :

-->

-->

Mentre il passaggio di a sarà istantaneo il passaggio di da a non può avvenire istantaneamente a causa della presenza del condensatore sul nodo d'uscita. Allora abbiamo pertanto:



Il MOSFET sarà in interdizione e avremo che il condensatore si scarica sulla resistenza attraverso la formula:



con





Poi sappiamo che la commutazione avviene al del quindi:



Quindi abbiamo come unica ingognita e risolviamo ottenendo:



Adesso consideriamo la commutazione :

-->

-->

In questo caso le cose si complicano poiché il condensatore istantaneamente mi tiene fissa la tensione sul nodo d'uscita e pertanto prima si scaricherà nel seguente modo:







Pertanto inizialmente siamo in saturazione è il modello circuitale del MOSFET é il seguente:



Applicando la formula:



Quindi utilizziamo la formula per calcolare la scarica del condensatore:



Applichiamo Thevenin sul nodo d'uscita:



Dove:









Mentre la è la tensione in cui avviene il passaggio tra la regione di saturazione e quella di triodo e sarà uguale a:



Quindi questo circuito equivalente è valido fino a poi il MOSFET lavorerà nella regione di triodo. Sostituendo il valore di possiamo calcolarci :



A questo punto il MOSFET passa in regione di triodo è il modello circuitale è quello seguente:



Con:



Trascurando il termine possiamo calcolarci la resitenza di canale:



Quindi la costante di tempo del circuito:



Applicando la formula:



Con:







Quindi:



Infine:



Praticamente se ho capito bene il condensatore parte da poi fino a quando la tensione ai suoi capi arriva a siamo in saturazione, da questo punto in poi siamo in regione di triodo fino a in questo punto il MOSFET quindi è interdetto?

Di seguito il comportamento del circuito visto con Spice:

ireon ha scritto:mi trovo due valori di VDS però poi quale dei due dovrò considerare?

L'unico compatibile con le caratteristiche del MOS e del circuito. Quanto ti viene l'altro?

ireon ha scritto:Come faccio a mettere i pedici?

Se passi con il mouse sopra una formula ti appare il codice. Comunque, per esempio,

Codice: Seleziona tutto

[tex]V_{DS}[/tex]

dà



ma meglio ancora

Codice: Seleziona tutto

[tex]V_\text{DS}[/tex]

dà