Capacità intrinseca mosfet

[ezio1400]

Salve,
stavo studiando l'inverter CMOS fino a quando mi sono imbattuto nell'analisi del tempo di ritardo. Per far ciò sono state introdotte varie capacità intrinseche del PMOS e NMOS che poi sono state rappresentate mediante una capacità CL. Il libro per semplicità considera solo la capacità di gate e di drain. Il circuito in analisi è il seguente:

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Nei vari passaggi per il calcolo di CL arriva a dire che la capacità CDW,p è in parallelo con CL ed è proprio questo che mi sfugge. Dato che CL e CDW,p hanno un punto a tensione comune e CL collegata a massa mentre CDW,p è collegata alla tensione di alimentazione come è possibile che siano in parallelo, ergo hanno applicata la stessa tensione?

[IsidoroKZ]

Quale libro?

Un condensatore "se ne frega" della tensione continua applicata ai suoi capi, guarda solo le variazioni (): se una armatura di una capacita` e` collegata a un potenziale fisso, la puoi collegare a qualunque altro potenziale fisso, cambia solo il livello di continua sul condensatore, livello che non ha nessun effetto (*).
Che e` tanto come dire che se in serie a un condensatore c'e` una batteria, nessuno se ne accorge.


Oppure detto diversamente, per le variazioni, per il segnale alimentazione e ground sono equivalenti

(*) Non e` proprio vero, cambia dove viene iniettata la corrente che passa per il condensatore, e nei casi reali potrebbe essere importante.

[ezio1400]

Quindi dato che la tensione dipende dalla corrente e dato che essa è 0 la tensione ai capi di tutti i condensatori presenti è 0 giusto?

[IsidoroKZ]

Non ho capito. Tutte la capacita` vedono la stessa variazione di tensione e quindi sono in parallelo per le variazioni.

[ezio1400]

Io so che ai componenti elettrici collegati in parallelo è applicata la stessa tensione. Dato che



Essendo la tensione costante per tutti i condensatori significa che la corrente è 0. Dato che la corrente è 0 e la tensione è pari a:



deduco che la tensione ai capi di tutti i condensatori sia pari a 0. Quindi hanno tutti la stessa tensione e quindi sono tutti in parallelo. Spero di essere stato più chiaro e che il ragionamento fatto sia corretto

[IsidoroKZ]

No, non va bene (almeno mi pare).

La tensione all'uscita dell'inverter cambia, e quindi c'e` corrente attraverso le capacita`. Se calcoli la corrente che esce dall'inverter, separatamente per la capacita` collegata al negativo e quella al positivo, trovi che si comportano come se fossero in parallelo, anche se non hanno la stessa tensione ai loro capi. La ragione e` che la differenza fra le tensioni delle due capacita` e` costante e quando la si deriva non da` contributo

Supponi che la tensione all'uscita dell'inverter sia vo(t), e calcola la corrente che passa attraverso la capacita` verso ground e quella che passa nella capacita` verso il positivo. Scrivi le due espressioni (in latex), poi ne riparliamo.

[ezio1400]

Mi dispiace ma comunque non capisco perché bisogna ragionare sulle correnti. Io ho sempre saputo che i componenti elettrici si dicono collegati in parallelo perché hanno applicato la stessa tensione.
Per me questi sono due condensatori in parallelo:


Supponendo che la tensione di alimentazione sia pari ad un

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Supponendo di avere una transizione dall'alto verso il basso() avrò che

e quindi sono in parallelo perché hanno la stessa tensione. invece ha valore quindi la tensione è diversa. A questo punto forse sbaglio a dire che a due componenti elettrici collegati in parallelo è applicata la stessa tensione perché sennò non capisco in cosa stia sbagliando.

[IsidoroKZ]

La definizione generale dice che due bipoli sono in parallelo quando sono sottoposti alla stessa tensione. E se sono in parallelo la corrente totale la si somma.

Ora considera questo circuito

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La tensione di alimentazione Vdd e` costante e vale 5V. La tensione in uscita dall'inverter invece e` variabile, non ha importanza come e` fatta, la chiamo vo(t). Voglio calcolare la corrente che esce dal generatore vo(t)

Scrivi l'espressione di V1 e V2, le tensioni ai capi delle due capacita`. (a proposito studi a Padova o altra universita` del nord-est?)

Calcola, usando l'equazione differenziale del condensatore, le correnti i1 e i2 che scorrono attraverso le due capacita`. Infine calcola la corrente totale io(t), che e` la corrente totale che viene assorbita dall'uscita dell'inverter. Nel risultato finale metti in evidenza quello che e` possibile.

NB: la domanda se studi nel nord-est non e` una domanda peregrina, serve per la risposta.

[ezio1400]

Comunque studio a bergamo

[IsidoroKZ]

Domandavo dove studi perche' usi la convenzione tedesca per indicare le tensioni.

Allora vedi che per le variazioni le due capacita` sono in parallelo, viene C1+C2, anche se una e` collegata a ground l'altra all'alimentazione.

I due condensatori a sinistra sono in parallelo.

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Mentre i due a destra pure! A regime NON c'e` verso di capire se c'e` una batteria in serie oppure no, la grandezza continua non e` osservabile in quel circuito.

Nota che si deve essere a regime, che vuol dire che la tensione e` continua, non c'e` un gradino di quando "accendi" la batteria.