5. MOSFET нэгдсэн схем
ӨНӨӨДӨР - 5. MOSFET нэгдсэн хэлхээ
PREVIOUS- 4. FET Amplifier тохиргоо ба Базон
MOSFET нэгдсэн схем
MOSFET транзисторыг нэгдсэн хэлхээний нэг хэсэг болгож хийдэг бол практик асуудалд хэлхээний тохиргоонд хоёр томоохон өөрчлөлт орохыг шаарддаг. Нэгдүгээрт, салангид өсгөгчийн том конденсатор, тойрог конденсатор нь жижиг хэмжээтэй учир нэгдсэн хэлхээн дээр бараг барьдаггүй. Бид шууд хос хосолсон төхөөрөмжийг бүтээх замаар энэхүү дутагдалтай талыг хайж байна.
Хоёр дахь том өөрчлөлт нь хэвийн бус хэлхээний нэг хэсэг болгон ашиглаж байгаа резисторыг амархан бүтээж чадахгүй юм. Үүний оронд бид MOS транзистороос бүрдсэн идэвхтэй ачаалал болон одоогийн эх үүсвэрийг ашигладаг.
Нэгдсэн хэлхээнүүд нь NMOS болон PMOS хэлхээний аль алиныг ашигладаг. CMOS нь дижитал хэлхээний хувьд илүү түгээмэл байдаг бол NMOS нь ихэвчлэн нягтрал бүхий IC (өөрөөр хэлбэл, чип бүрт нэг функц) ашиглагддаг.
Идэвхтэй ачааллыг тооцохдоо MOS шинж чанарын налуугийн давуу талыг ашигладаг. 23 зураг нь хоёр төрлийн идэвхтэй ачааллыг үзүүлэв. Зураг 23 (a) дээр бид NMOS-ийн ачааллыг харуулав, харин 23 (b) нь NMOS-ийн хомсдолын ачааллыг харуулдаг. Зураг дээр мөн харгалзах шинж чанарын муруй байна.
Зураг 23 - Идэвхтэй ачаалал
NMOS-ийн ачааллын хувьд хүчдэл ба гүйдэл хоёрын хоорондын хамаарлыг өгнө
(29)
Энэ тохиргооны тэнцүү эсэргүүцэл нь 1 /gm, транскондуктитийн утга нь хэвийсэн утгын утгад хамаарна.
NMOS-ийн хомсдолын ачаалал нь дараах тэгшитгэлээр тодорхойлогдох шинж тэмдгийн налуугаар тодорхойлогддог ижил тэнцүү эсэргүүцэлтэй байна
(30)
MOSFET интеграл схемийн 5.1 базаар
Одоо бид идэвхтэй ачааллыг дүрсэлдэг хоёр аргыг ашиглаж байгаа тул бид асуудлын асуудлыг шийдэж болно. Бид аль нэг хэлхээний тохиргоонд ачааллын эсэргүүцлийг байрлуулахдаа идэвхтэй ачааллыг ашигладаг. Эдгээрийг шинжлэх аргачлалыг харуулахын тулд NMOS өсгөгч нь Figure 24-д үзүүлсэн шиг сайжруулсан ачааллыг ашиглаж үзье.
Транзисторыг тэмдэглэв Q2 солих RD манай өмнөх хэлхээний. Чимээгүй ажиллагааны цэгийг тодорхойлохын тулд бид зөвхөн резисторын ачааллын шугамын сайжруулсан ачааллын график шинж чанарыг орлож, "FET өсгөгчийн тохиргоо ба хазайлт" гэсэн 4-р хэсэгт ашигласан аргуудыг ашигладаг. Өөрөөр хэлбэл, FET транзисторын шинж чанарын нэгэн зэрэг шийдлийг ачааллын шугамын тэгшитгэлтэй хамт олох хэрэгтэй. Бид үүнийг 25-р зурагт үзүүлсний дагуу графикаар хийж болно.
Параметрийн муруй нь транзистор, Q-г олшруулахад зориулсан онцлог муруй юм1. Хүчдэл ба идэвхтэй ачааллын одоогийн шинж чанар, Q2 нь 23-ийн зураг юм. Гаралтын хүчдэл, vгарчнь ялгаатай VDD ба идэвхтэй ачааллын дагуу хүчдэл. Идэвхтэй ачааллын гүйдэл нь олшруулах транзистор дахь урсгах гүйдэлтэй адил байна. Тиймээс бид 23-ийн шинж чанарын шилжилтийн дүрсийг авч ачааллын шугамыг байгуулж байна. Үйл ажиллагааны цэг нь энэ муруйн огтлолцлыг тохирох транзисторын шинж чанарын муруйтай холбоно. Бид транзисторийн муруйг сонгохын тулд хаалга руу эх үүсвэрийн хүчдэлийг олох хэрэгтэй. Дараа нь харахад оролтын хэвийсэн хүчдэл нь идэвхтэй гүйдлийн эх үүсвэрээр солигддог.
25 зураг - Q-цэгийн график шийдэл
Одоо бид идэвхтэй ачааллыг хэрхэн дүрсэлж байгааг мэдэж байгаа тул оролтын хэвийсэн утгын хэлхээний нэг хэсэг болгон ашиглагдах жишиг гүйдлийг бий болгоход бидний анхаарлыг хандуулж байна. Эдгээр одоогийн эх үүсвэрүүдийг бид BJT өсгөгчийн битийн хувьд хэрэглэсэнтэй ижил аргаар ашигласан.
Зураг 26 - Толин тусгал
Бид MOSFET-ийн шинжилгээ хийдэг одоогийн толь. Одоогийн толин тусгалыг Зураг 26 дээр харуулав. Хоёр транзисторыг төгс тохирох гэж тооцдог. Гаралтын гүйдэл нь Q2, болон лавлагааны одоогийн хөтчүүд Q1. Хэрэв транзисторууд хоорондоо төгс тохирч байвал гаралтын гүйдэл нь лавлах гүйдэлтэй яг тэнцүү байна. Транзисторууд зэрэгцээ холбогдсон тул энэ нь үнэн юм. BJT гүйдлийн толин тусгалтай адил зургийн 26 (b) -т үзүүлсний дагуу эталон эсэргүүцлийг жишиг хүчдэлээр дамжуулж эталон гүйдлийг үүсгэж болно.
Хамт олон дэд гинжийг байрлуулах (өөрөөр хэлбэл, идэвхтэй ачаалал ба эталон гүйдэл) нь 27 Зураг дээрх CMOS өсгөгчийн үр дүнг бий болгодог.
Энэ өсгөгчийн ашиг нь
(31)
Зураг 27 - CMOS өсгөгч
5.2 биеийн нөлөө
Манай хэсгийн “2. Металл оксидын хагас дамжуулагч FET (MOSFET) "нь MOSFET-ийн субстрат (эсвэл их бие) -т хамаарна. Энэ субстрат нь сувгийг байгуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тусгаарлагдсан MOSFET-ийн үйл ажиллагаанд бие нь ихэвчлэн тэжээлийн эх үүсвэртэй холбогддог. Ийм тохиолдолд субстрат нь төхөөрөмжийн ажиллагаанд шууд нөлөөлөхгүй бөгөөд энэ бүлэгт өмнө боловсруулсан муруйнууд хамаарна.
MOSFETs нь нэгдсэн хэлхээний нэг хэсэг болж үүссэн үед нөхцөл байдал өөрчлөгддөг. Ийм тохиолдолд транзистор бүрийн субстрат бусад субстратаас тусгаарлагддаггүй. Үнэн хэрэгтээ, субстрат нь бүх MOSFET-үүдийн дунд нэг чип дээр хуваагддаг. PMOS IC дээр хуваалцсан субьект нь хамгийн эерэг эх үүсвэртэй холболттой холбогдсон байх ба харин NMOS-д газартай (эсвэл хэрэв байгаа бол сөрөг нийлүүлэлтийн үед) холбоно. Энэ нь транзистор тус бүрийн эх үүсвэр, биетийн хоорондын зөрүүг тогтоодог. Энэ урвуу алдаа нь үйл ажиллагааны шинж чанарыг өөрчлөх явдал юм. Жишээ нь n-н суваг, энэ нь босго хэмжээг үр дүнтэй болгодог (VT). Босго өөрчлөлт нь физик параметрүүд болон төхөөрөмжийн байгуулалтаас хамаарна. NMOS - ийн хувьд энэ өөрчлөлтийг ойролцоогоор тооцоолж болно
(32)
Тэгшитгэл (32), γ нь 0.3 болон 1 (V-1 / 2). VSB эх үүсвэрээс биений хүчдэл ба Fermi боломж. Энэ нь материалын өмч бөгөөд нийтлэг утга нь цахиурын хувьд 0.3 V юм.