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ESERCIZIO DC12
Si consideri il circuito in figura, ove si assume
(W/L)1=10 m/2 m
nCOX=100 A/V2
VTn=0.844 V
Si studi il circuito in polarizzazione, valutando tutte le tensioni e le correnti. Si
calcoli inoltre la potenza dissipata da M1.
ANALISI CARTA E PENNA:
Dato che la corrente entrante nel terminale di gate di M1 è nulla, la sua tensione
di gate VG1 è data dal partitore di tensione tra R1 ed R2, ovvero
VG1 
R2
VCC  2.5 V
R1  R2
Assumendo che M1 lavori in saturazione, trascurando l’effetto di modulazione
della lunghezza di canale, e osservando che il source di M1 è a massa (quindi
VGS1=VG1), si ottiene quindi la corrente di drain ID1
I D1 
 n COX W
2
L
VGS1  VTn 2  690 A
per cui la tensione di drain in polarizzazione è
VDS1  VCC  RD I D1  4.31 V
Per verificare la correttezza dell’ipotesi di funzionamento in saturazione, deve
essere soddisfatta la diseguaglianza
VDS1  VGS1  VTn
che è soddisfatta, essendo VOUT=4.31 V e VGS1-VTn=1.66 V.
La potenza dissipata da M1 in polarizzazione è pari a
P  VDS I D1  2.97 mW
SIMULAZIONE DEL CIRCUITO CON PSPICE
Disegnare il circuito proposto, il simbolo del MOS-N a riepimento con terminale di
substrato è contenuto nella libreria dei simboli breakout.slb e si chiama MbreakN4.
Il simulatore fornisce sei modelli (livelli) per il MOSFET che differiscono fra di loro
per il modo in cui sono calcolate le caratteristiche I-V.
Per i modelli di livello 1,2 e 3 il comportamento in DC è determinato dai seguenti
parametri:
Nome parametro
Descrizione
Unità
Default
VTO
Tensione di soglia in assenza di effettto
body (VTN)
V
0
KP
Transconduttanza (nCox)
A/V2
2E-5
GAMMA
 della formula dell'effetto body
V
0
LAMBDA
Modulazione lunghezza del canale
V-1
0
PHI
2 della formula dell'effetto body
V
0.6
1/2
Nel nostro caso dovremo impostare nel modello (Edit->Model->Edit Istance Model
(text)): VTO=0.844; KP=100u.
I parametri geometrici L e W si inseriscono mediante gli omonimi attributi del simbolo
MbreakN4.
La seguente figura illustra il risultato della simulazione DC. Per visualizzare sullo
schema le tensioni e le correnti selezionare: Analisys->Display Results on
Schematich->enable voltage Display/Enable Current Display.