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Capacità intrinseca mosfet

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto Utenteezio1400 » 14 mag 2016, 12:32

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:


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?
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[2] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 14 mag 2016, 12:40

Quale libro?

Un condensatore "se ne frega" della tensione continua applicata ai suoi capi, guarda solo le variazioni (i=C\frac{\text{d}v}{\text{d}t}): 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.
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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[3] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto Utenteezio1400 » 14 mag 2016, 16:28

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?
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[4] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 14 mag 2016, 16:30

Non ho capito. Tutte la capacita` vedono la stessa variazione di tensione e quindi sono in parallelo per le variazioni.
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[5] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto Utenteezio1400 » 14 mag 2016, 16:40

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

Immagine

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:

Immagine

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
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[6] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 14 mag 2016, 16:50

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.
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[7] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto Utenteezio1400 » 14 mag 2016, 17:24

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:
Immagine

Supponendo che la tensione di alimentazione sia pari ad un 1V



Supponendo di avere una transizione dall'alto verso il basso(Vin=0) avrò che Vout = 1V

V2 = (1-0)V = V3 e quindi sono in parallelo perché hanno la stessa tensione. V1 invece ha valore (1-1)V 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.
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[8] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 14 mag 2016, 18:38

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



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.
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[9] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto Utenteezio1400 » 14 mag 2016, 19:39

V1 = 5 - vo(t), V2 = vo(t)-0 , i1 = c1 * (-dvo(t)/dt), i2 = c2*dvo(t)/dt, io(t) = dvo(t)/dt*(c1+c2)
Comunque studio a bergamo
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[10] Re: Capacità intrinseca mosfet

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 14 mag 2016, 21:42

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.



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.
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