inversor cmos

Inversor CMOS
1º Trabalho de Laboratório
ELECTRÓNICA I
03-10-2014

INDICE
ANÁLISE TEÓRICA:
A análise teórica do inversor CMOS incidiu sobre o circuito abaixo (Figura1), sendo que M₁ corresponde ao transístor NMOS e M₂ ao transístor PMOS. center86360 Figura 1 – Circuito inversor CMOS com as direcções das tensões assinaladas.

Resposta à 3.1
Vi = 0 V
(VGS = 0V) < ( Vt = 1,9V) Para este valor da tensão de entrada, o transístor M1 está ao corte pois a tensão VGS é igual a zero volts e menor que a tensão de limiar, VTn , que é igual a 1,9V; por este último facto, a corrente iD terá, também, o valor de 0 em ambos os transístores (uma vez que estes estão em série) e a tensão de saída, vO, como VSG terão o valor de VDD, 10V.
O transístor M2 encontra-se na zona de condução. Por hipótese, supomos que M2 está na zona de tríodo:
VDSsat = VSG – VTp = 10 – 1,7 = 8,3 V
Nesta zona, tríodo, tem-se: iD = KP[2(VSG – VTp)VSD - VSD2) (1) sabendo que iD=0 A, a única forma de se verificar a igualdade na equação (1) é VSD = 0 V. Este último valor não é só aceitável como também confirma a hipótese acima proposta (zona de tríodo), uma vez que VSD ≤ VDSsat .
Vi = VDD/2
Neste caso, para este valor de Vi, não sabemos de antemão qual a zona em que os transístores se encontram (não são adaptados). Portanto, colocamos a hipótese de ambos os transístores estarem na zona de saturação:
Por análise da Figura 1: VGS = Vi – VSS = Vi ˄ VSG = VDD – Vi
Ora na zona de saturação:

iD = KP(VSG – VTp)2 iD = KP(VDD – Vi – VTp)2 iD = KN(VGS – VTN)2 iD = KN(Vi – VTN)2 (2)
Sabendo que a corrente iD é igual em M1 e M2 e resolvendo o sistema (2) em ordem a Vi, obtém-se Vi ≅ 4,77V.
Como o valor de Vi é, na verdade, 5 V, conclui-se que a hipótese colocada não se confirma.
Analisando a característica de transferência Vo(Vi) para dois transistores complementares e adaptados, é observável que para