5 Ejercicios MOSFET

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Transcript of 5 Ejercicios MOSFET

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241$.'/FG�VTCPUKUVQ

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#5TGU�/15('6

Page 2: 5 Ejercicios MOSFET

(/(&75ÏD� Un determinado transistor MOSFET de enriquecim

K=0.25mA/V2 se va a utilizar polarizado en su regiónde drenador ID debe ser de 4mA, hallar el valor de Vde VDS.E� Repetir el apartado anterior si la corriente de drenado

6ROXFLyQ� D��9*6 �9��9'6PLQ �9�� E� 9*6 �9��9'6PLQ �9�

Un transistor de enriquecimiento NMOS con una tensiónde transconductancia K=0.1mA/V2 se utiliza como una retensión. Hallar el rango de valores de VGS para el qucomprendida entre 0.5k: y 5k:.

6ROXFLyQ� �9�d 9*6 d ��9

Un transistor MOSFET de deplexión canal n con IDSS=9msus terminales de puerta y fuente conectados a funcionamiento del transistor y la corriente de drenador IDD� VD=0.1V.E� VD=1V.F� VD=3V.G� VD=5V.

6ROXFLyQ� D��2KPLFD��,' ����P$��E� 2KPLFD��,' �P$��F��6DWXUDFLyQ��,' �P$�

Un transistor NMOS de deplexión con IDSS=9mA, K=1mAde puerta conectado a tierra y una fuente de 1V conectadel mínimo valor de drenador VD necesario para que el dsaturación. ¿Cuál es el valor de la corriente de drenadode tensión VD determinado?

6ROXFLyQ� 9'PLQ �9��,' �P$�

','4%+%+15�FG�VTCPUKUVQTGU�/15('6�

1,&$�%È6,&$3UREOHPD��

iento para el que Vt=1V y de saturación. Si la corriente

GS y el valor mínimo necesario

r debe ser de ID=16mA.

3UREOHPD�� umbral Vt de 2V y un factor

sistencia lineal controlada pore se obtiene una resistencia

3UREOHPD��A, K=1mA/V2 y Vp=-3V tiene

tierra. Hallar la región decuando:

�G� Saturación��,' �P$�

3UREOHPD��/V2 y Vp=-3V tiene su terminala al terminal de fuente. Hallarispositivo esté trabajando en

r que se obtiene para el valor

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3UREOHPD��Un transistor MOSFET de deplexión canal n trabajando en la región ohmica conVDS=0.1V, conduce una corriente de drenador de valor ID=1mA cuando VGS=-1V, y devalor ID=3mA cuando VGS=1V. Hallar el valor de K y la tensión umbral Vp.

6ROXFLyQ� . �P$�9���9S �����9�3UREOHPD��

Un transistor MOSFET de deplexión canal n trabajando en saturación con VDS=5V,conduce una corriente de drenador de valor ID=5mA cuando VGS=-1V, y de valorID=45mA cuando VGS=1V. Hallar el valor de IDSS y la tensión de pinch-off Vp.

6ROXFLyQ� ,'66 ��P$��9S ��9�3UREOHPD��D� A partir de la expresión de la corriente de drenador ID en saturación de un MOSFET

de enriquecimiento canal n, hallar una expresión que represente la variaciónporcentual (%) del valor de la corriente de drenador por ºC en función de lavariación porcentual del valor del factor de transconductancia K por ºC, delcoeficiente de temperatura de Vt en V/ºC, de VGS y de Vt.E� Si el valor de la tensión umbral Vt disminuye 2mV cada ºC de aumento de latemperatura, hallar el coeficiente de temperatura de K que hace que el valor de lacorriente de drenador ID disminuya un (0.2%)/ºC cuando el transistor NMOS estápolarizado con VGS=5V, y el valor de la tensión umbral es Vt=1V.

6ROXFLyQ� D�� w w w w ww, ,7 . .7 97 9 9' ' 7*6 W

� � � � � � � �� � E� w w. .7 &� � � �������

3UREOHPD��Considerar el circuito de la figura, en el que los valores de los parámetroscaracterísticos de los transistores Q1 y Q2 son Vt=2V, PnCOX=20PA/V2, L1=L2=10Pm yW1=50Pm. Sabiendo que k = (1/2) Pn COX (W/L)

D� Hallar el valor de R para el que se establece una corriente de drenadorID=0.4mA en el transistor Q1.E� Hallar el valor de W2 (ancho de la puerta del transistor Q2) para el que Q2

trabaja en la saturación con una corriente ID=0.6mA.

Q2 Q1

R 2= 1 0 k: R

V D D = 1 0 V

6ROXFLyQ� D��5 �����N:�� E� :� ��PP�

Page 4: 5 Ejercicios MOSFET

3UREOHPD��Analizar el circuito de la figura para determinar el valor de la corriente de drenador ID yla tensión de drenador VD, teniendo en cuenta que los parámetros característicos deltransistor NMOS son Vt=1V y K=0.5mA/V2.

1 0 M : 5 k:V DD= 1 0 V

1 0 M :

ID

6ROXFLyQ� ,' ������P$��9' �����9�

3UREOHPD���D� Analizar el circuito de la figura para determinar el valor de la corriente de drenadorID y la tensión de drenador VD, teniendo en cuenta que los parámetroscaracterísticos del transistor MOSFET de deplexión son Vp=-1V e IDSS=0.5mA.

E� Hallar los nuevos valores de RS y RD para los que se obtiene una corriente dedrenador ID=0.5mA y una tensión de drenador VD=4V.

V DD= 1 0 V

R G2= 1 .5 M : R S= 1 6 k:

R G1= 8 .5 M : R D= 3 2 k:

6ROXFLyQ� D��,' �����P$��9' �9��E� 56 �N:��5' ��N:�

Page 5: 5 Ejercicios MOSFET

3UREOHPD���Calcular las corrientes y tensiones señaladas en los circuitos de la figura teniendo encuenta que para todos los dispositivos |Vt|=1V y K=0.5mA/V2. Suponer que laexpresión de la corriente de drenador en la región de saturación para todos lostransistores tanto de deplexión como de enriquecimiento es

ID=K(VGS-VP,T)2.

6ROXFLyQ� D��,� ���P$�� E� 9� ��9��F��9� �9�� G� 9� ����9��9� ����9��H��9� �9�� I� ,� ���P$��J��9� �9�K� 9� ������

V2

+ 6 V

V 3

1 0 V

V 5

V 4

1 0 V

I1

+ 5 V

V6

1 0 V

I7

1 0 V1 0 V

1 0 M :

1 0 M :V 8

1 0 V

V9

a ) b) c ) d )

e) f ) g ) h )

- 5 V

- 1 0 V - 4 V

Page 6: 5 Ejercicios MOSFET

3UREOHPD���Hallar el valor de las tensiones VDS1 y VDS2 señaladas en el circuito de la figura teniendoen cuenta que las características de los transistores NMOS Q1 y Q2 empleados son lasdadas por las figuras F1 y F2 respectivamente.

V DD = + 4 V

+V DS1

-

+V DS2

-

Q 1

Q 2

V TT= - 2 V

9'6� �9�

,'��P$�VG S1= + 1.5V

VG S1= + 1.0V

VG S1= -0.5V

VG S1= -1.0V

VG S1= -1.5V

� � � � � �

�����������������

VG S1= + 0.5V

VG S1= 0V

fig u ra F 1

9'6� �9�

,'� �P$�VG S2= 6.0V

VG S2= 5.5V

VG S2= 4.0V

VG S2= 3.5V

VG S2= 3.0V

� � � � � �

�����������������

VG S2= 5.0V

VG S2= 4.5V

fig u ra F 26ROXFLyQ� 9'6� ���9��9'6� ���9� 3UREOHPD���D� En el circuito representado en la figura, los transistores NMOS Q1, Q2 y Q3 sonidénticos, siendo sus parámetros característicos Vt=2V y K=20PA/V2. Determinar elvalor de la corriente I0 y de la tensión V0.E� Repetir el apartado D� suponiendo que se intercambian las conexiones de laresistencia RD y del transistor Q2.F� Repetir el apartado D� suponiendo que se sustituye el transistor Q2 por un transistorNMOS de deplexión conectado como resistencia (conectando los terminales G y Sdel transistor), siendo sus parámetros característicos Vp=-2V e IDSS=0.08mA.

6 V

V O

IO R D = 1 0 K:Q2

Q1 Q3

6ROXFLyQ� D��,� ,'� ��P$��9� 9'6� ���9��E� ,� ,'� �����P$��9� 9'6� �����9��F��,� ,'� ����P$��9� 9'6� ���9�

Page 7: 5 Ejercicios MOSFET

3UREOHPD���Determinar el punto de trabajo de los transistores Q1 y Q2 en el circuito de la figura,teniendo en cuenta que los parámetros característicos del transistor son Vt1=2.5V,Vt2=3V, K1=0.08mA/V2, K2=0.125mA/V2, y que en el circuito VDD=12V, VTT=-4V, VGG=11V,RG=1M: y RS=2k:.

V DD

Q 1

Q 2

R G

R SV GG

V TT

6ROXFLyQ� ,'� �P$��9'6� ���9��,'� �P$��9'6� ���9�3UREOHPD���

Determinar el punto de polarización de los transistores Q1 y Q2 en el circuito de lafigura, teniendo en cuenta que los parámetros característicos del transistor son Vt1=-3V, Vt2=1V, K1=0.12mA/V2, y que en el circuito VDD=4V, V1=15V, RD1=1k:, RD2=18k:,R1=100k: y R2=300k:. 1RWD� Suponer K2=0.2mA/V2.

V DD

Q1

Q2 V 1

R D1

R D2

R 2

R 1

ID1

ID2

6ROXFLyQ� ,'� ��P$��9'6� ��9��,'� ����P$��9'6� ���9�

Page 8: 5 Ejercicios MOSFET

3UREOHPD���Calcular y justificar en qué región están polarizados los transistores en el circuito de lafigura, teniendo en cuenta que los parámetros característicos del transistor MOSFETde enriquecimiento canal n son Vt=2V y K=0.2mA/V2, y para el transistor bipolar npnVBE=0.7V y E=200.

V DD= 1 2 V

Q 1

4 .4 5 k:

0 .5 6 k:

2 M :

2 M :

1 M :

8 3:

1 6 k:

Q2

6ROXFLyQ� ,' ���P$�\�9'6 ����9��,& ������P$��9&( ����9�