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Punto di lavoro circuito con MOSFET

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto Utentenordest » 8 ago 2019, 21:21

Buonasera, vi chiedo per favore di aiutarmi con un esercizio. Purtroppo non ho la soluzione. La consegna è quella che vedete in allegato ma io ho già fatto il circuito Fidocad per il primo punto che mi chiede.

Il punto di lavoro:


Come lo farei io il primo punto: guardando l'insieme di taglio attorno al source di M2 e al source di M1,(cioè quello che taglia i rami che vanno a massa e a vdd dal circuito) la corrente di polarizzazione dei due transistor deve essere la stessa per il principio di Kirchhoff delle correnti.
Mi vengono fuori equazioni di questo tipo:
I_{D2} = I_{D1} = \frac{k_p'}{2}\frac{W_2}{L_2}V_{ov2}^2 = \frac{k_n'}{2}\frac{W_1}{L_1}V_{ov1}^2

\left\{\begin{matrix}
V_{ov1} = \sqrt{\frac{k_p'W_2L_1}{k_n'W_1L_2}}|V_{ov2}|
\\\\ 
V_{DD} = |V_{GS2}|+V_{GS1} = |V_{ov2}|+|V_{tp}|+V_{ov1}+V_{tn}
\end{matrix}\right.

Scusatemi se non svolgo il sistema e non vi do la soluzione numerica, lo farò appena riesco ma comunque si vede che c'è la soluzione e teoricamente sembra giusto e come risultato mi ricavo le tensioni di overdrive, quelle di gate source e le correnti.

Per trovare invece la tensione di drain source sono bloccato. Non so proprio come muovermi.
So solo che la somma delle due tensioni dovrebbe darmi VDD e che queste tensioni sono maggiori di quella di overdrive (affinché i MOS siano saturi).

Ccome trovo le VDS? Potrebbe forse essere che le Vgs e le Vds coincidono (ma non ho una spiegazione a questo)?
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[2] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto Utentenordest » 8 ago 2019, 21:53

Per il secondo punto la Vgs è in comune ai due transistor ai piccoli segnali e come si vede coincide con Vx.
Prima mi calcolo quindi Rx, faccio il partitore, e trovo la tensione Vx e poi moltiplico per il guadagno restante.


Mi viene fuori qualcosa del tipo:
R_X = \frac{r_{on}||r_{op}+R_f}{1+(g_{m2}+g_{m1})r_{on}||r_{op}}

Poi aggiungendo anche il partitore e il guadagno restante:
A_v = -\frac{R_X}{R_S+R_X}\left ( \frac{r_{on}||r_{op}}{R_X}-(g_{m1}+g_{m2})r_{on}||r_{op} \right ) = -\frac{r_{on}||r_{op}[1-(g_{m1}+g_{m2})R_X]}{R_S+R_X}

NOTA: ho trasformato il generatore di corrente con la resistenza in parallelo in generatore reale di tensione a livello di formule per comodità, quindi quello è il risultato finale dal calcolo delle tensioni sulla maglia.
Riguardo al guadagno sono più convinto. Penso sia giusto.


Ritorno a dire che la V_{DS} invece non saprei proprio come trovarla per i due transistor.
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[3] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 8 ago 2019, 22:31

nordest ha scritto: Potrebbe forse essere che le Vgs e le Vds coincidono (ma non ho una spiegazione a questo)?


Quanto vale la corrente che scorre in RF (in continua)?
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[4] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto Utentenordest » 8 ago 2019, 22:46

Potrebbe essere nulla? La corrente sui transistor è la stessa quindi...

Se applico la tensione alla maglia per trovare quella corrente forse così vengo fuori?

\left\{\begin{matrix}
(Vds1 - Vgs1)/Rf = \frac{(Vds1 - Vov1-Vtn)}{Rf} = \frac{( |Vov2|+|Vtp|-|Vds2|)}{Rf}
\\\\ 
V_{ds1}+|V_{ds2}|=V_{dd}
\end{matrix}\right.

Ma in questo modo il problema è che non trovo le V_{ds} perché si cancellano e mi rimane V_{dd} = V_{gs1}+V_{gs2} che comunque è giusto.

PS: ricordo che V_{gs} = V_{ov}+V_t
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[5] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 8 ago 2019, 23:10

Non servono tanti conti per trovare la corrente in RF.

L'hai scritto tu stesso qui
nordest ha scritto:la corrente di polarizzazione dei due transistor deve essere la stessa


:D
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[6] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto Utentenordest » 8 ago 2019, 23:18

si ma con i mosfet non sono mai molto sicuro perché sono abituato a ragionare coi BJT.

Quindi non c'è caduta di potenziale su Rf e di conseguenza neanche tra gate e drain dei transistor.
Posso dire che Vgs = Vds per entrambi i transistor?
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[7] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 9 ago 2019, 0:15

nordest ha scritto:Posso dire che Vgs = Vds per entrambi i transistor?

Proprio così :ok:

I MOS sono simpatici perché la corrente entrante nel gate è zero (in bassa frequenza)
:D
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[8] Re: Punto di lavoro circuito con MOSFET

Messaggioda Foto Utentenordest » 9 ago 2019, 9:35

Grazie mille per le risposte! :)
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