Ejercicio 5.2 Hambley (Mosfet, zona corte, ohmica, saturacion)

Solapas principales

Solucion:

\begin{displaymath}KP=50 \frac{\mu A}{V^2}\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}V_{to}=1 V\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}\lambda=0\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}L=2 \mu m\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}W=10 \mu m\end{displaymath}


 

Zona de corte

$V_{GS}\leq V_{to}=1$. Con lo que estara en esta zona para los valores $V_{GS}=0,1$.

 

Zona ohmica: Para los valores

$V_{DG}=V_{DS}-V_{GS}\leq -V_{to}$

 

\begin{displaymath}I_{D}=K (2 (V_{GS}-V_{to}) V_{DS}-V_{DS}^2) (1+\lambda V_{DS})=K (2 (V_{GS}-V_{to}) V_{DS}-V_{DS}^2) (1+0)\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R_{DS}\approx \frac{1}{2 K (V_{GS}-1)}\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}K=\frac{W}{L} \frac{KP}{2}=\frac{10 10^{-6}}{2 10^{-6}} \frac{50 10^{-6}}{2}=125 10^{-6}\end{displaymath}


 

\begin{displaymath}R_{DS}\approx \frac{1}{2\cdot 125 10^{-6}\cdot (V_{GS}-1)}\end{displaymath}


 

Para los valores de $V_{GS}=2$,

$V_{DG}=V_{DS}-2\leq -1;V_{DS}\leq 1$

 

 

\begin{displaymath}R_{DS}\approx \frac{1}{2\cdot125 10^{-6}\cdot(2-1)}=4 k\Omega\end{displaymath}


 

Para los valores de $V_{GS}=3$,

$V_{DG}=V_{DS}-3\leq -1;V_{DS}\leq 2$

 

 

\begin{displaymath}R_{DS}\approx \frac{1}{2\cdot125 10^{-6}\cdot(3-1)}=2 k\Omega\end{displaymath}


 

Para los valores de $V_{GS}=4$,

$V_{DG}=V_{DS}-4\leq -1;V_{DS}\leq 3$

 

 

\begin{displaymath}R_{DS}\approx \frac{1}{2\cdot125 10^{-6}\cdot(4-1)}=1.33 k\Omega\end{displaymath}


 

Zona de saturacion: Para los valores

$V_{DG}=V_{DS}-V_{GS}>-V_{to}$
 

 

\begin{displaymath}I_{D}=K (V_{GS}-V_{to})^2 (1+\lambda V_{DS})=125 10^{-6}\cdot (V_{GS}-1)^2\end{displaymath}


 

Para los valores de $V_{GS}=2$,

$V_{DG}=V_{DS}-2> -1;V_{DS}>1$

 

 

\begin{displaymath}I_{D}=125 10^{-6}\cdot (2-1)^2=125 \mu A\end{displaymath}


 

Para los valores de $V_{GS}=3$,

$V_{DG}=V_{DS}-3> -1;V_{DS}>2$

 

 

\begin{displaymath}I_{D}=125 10^{-6}\cdot (3-1)^2=500 \mu A\end{displaymath}


 

Para los valores de $V_{GS}=3$,

$V_{DG}=V_{DS}-4> -1;V_{DS}>3$

 

 

\begin{displaymath}I_{D}=125 10^{-6}\cdot (4-1)^2=1.125 m A\end{displaymath}


 

Resultado mediante la simulacion mediante el Micro-Cap (Spice)

 

Image Ejercicio5_2

 

 

Español

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