Download Problemas Tema 7

Problemas Tema 7
7.1. Un transistor NMOS tiene VTH=1V, Kn’=50µA/V2, λ=0, L=5µm y W=50µm. Para los
siguientes casos, indique la región de funcionamiento y calcule la corriente de drenador.
(a) VGS=4V y VDS=10V;
(b) VGS=4V y VDS=2V;
(c) VGS =0V y VDS=10V.
7.2. Un transistor NMOS tiene VTH=3V y Kn’(W/L)=0,5mA/V2. Si VGS=5V, ¿para qué valores de
VDS está el dispositivo en saturación? ¿Para qué valores está en triodo? Dibuje la grafica de ID en
función de VGS para el funcionamiento en la región de saturación.
7.3. Considere un NMOS con VTH=1V. ¿Cuál es la región de funcionamiento en los siguientes
casos?:
(a) VGS=0V y VDS=5V;
(b) VGS=3V y VDS=1V;
(c) VGS=3V y VDS=6V;
(d) VGS=5V y VDS=10V.
7.4. Se necesita un transistor NMOS para el que ID=0,5mA cuando VGS=VDS=5V. Las restricciones
de fabricación nos dan Kn’ =50µA/V2 y VTH=1V. Suponer que λ=0. Calcular la proporción anchuralongitud necesaria para el transistor. Si L=2µm, ¿cuál es el valor de W? Repetir el problema para
λ=0.05.
7.5. Dos puntos de la región de saturación de un transistor NMOS son: (VGS=2V, ID=0,5mA) y
(VGS=3V, ID=2mA). Suponer que λ=0. Calcular los valores de VTH y Kn’(W/L) para este transistor.
7.6. Un transistor NMOS tiene un valor de VTH=1V. Dos puntos de la curva característica para
VGS=3V son: (VDS=5V, ID=1mA) y (VDS=10V, ID=1,25mA). Calcular el valor de λ para este
transistor.
7.7. Un transistor PMOS tiene VTH=-1V, Kn’=30µA/V2, λ=0, L=5µm y W=50µm. Para los
siguientes casos, indique la región de funcionamiento y calcule la corriente de drenador.
(a) VGS=-4V y VDS=-6V;
(b) VGS=-3V y VDS=-2V;
(c) VGS =-0.5V y VDS=-5V;
(d) VGS=-4V y VDS=0.1V.
7.8. Un transistor PMOS tiene W=60µm, L=2µm, Kp’=32µA/V2, VTH=-2V. Suponiendo que el
dispositivo trabaja en la región de saturación, ¿qué valor de VGS se necesita para que ID=3mA?
7.9. Halle el valor de VDS para el circuito de la figura 7.9 en el punto de operación, y compruebe
que el transistor permanece en saturación en todo instante de tiempo. Los parámetros del transistor
NMOS son Kn’=50µA/V2, VTH=1V, λ=0, L=10µm y W=400µm.
Electrónica Básica – Curso Propedéutico INAOE 2009 7.1 Figura 7.9
7.10. Halle el punto de operación Q del transistor de la figura 7.10, que tiene las siguientes
características: Kn’=50µA/V2, VTH=2V, λ=0, L=10µm y W=400µm.
Figura 7.10
7.11. Considere el amplificador de la figura 7.11, donde el transistor MOS tiene VTH=1V y
Kn’(W/L)=0,5mA/V2.
(a) Halle VGS(t).
(b) Dibuje las curvas características del transistor (ID vs. VDS) para VGS=1, 2, 3 y 4 V. Compruebe la
zona de operación del transistor en cada caso.
(c) Dibuje la línea de carga del amplificador sobre las curvas características.
(d) ¿Cuál es el máximo valor de RD permitido si el transistor ha de permanecer en la región de
saturación en todo momento?
Electrónica Básica – Curso Propedéutico INAOE 2009 7.2 Figura 7.11
7.12. El circuito de polarización de la figura 7.12 tiene VDD=15V, R1=2MΩ, R2=1MΩ, RS=4,7kΩ y
RD=4,7kΩ. El MOSFET tiene VTH=1V, λ=0, W/L=20, Kn’=25µA/V2. Determinar el punto Q.
Figura 7.12
7.13. Hallar ID y VDS para el circuito de la figura 7.13. El MOSFET tiene los siguientes valores de
parámetros: VTH=1V, λ=0, W/L=20, Kn’=25µA/V2.
Figura 7.13
Electrónica Básica – Curso Propedéutico INAOE 2009 7.3 7.14. Diseñe un circuito de polarización de cuatro resistencias para un transistor NMOS, de tal
manera que se establezca una corriente de drenador ID=2mA. Se dispone de una fuente de
alimentación VDD=18V, y los parámetros del transistor son los siguientes: Kn’=50µA/V2, W=80µm,
L=2µm, λ=0 y VTH=2V. (Sugerencia: Elegir las resistencias RD y RS de manera que la caída de
voltaje tanto en RD, como en RS y en el transistor (VDS), sea un tercio del voltaje de alimentación
VDD).
7.15. Diseñe un circuito de polarización para un transistor NMOS que va a trabajar como seguidor
de fuente, es decir, la salida de la señal se va a tomar en la fuente del transistor (y entrada por
puerta). Esto quiere decir que es posible prescindir de la resistencia RD de drenador, siendo posible
polarizar el NMOS con sólo tres resistencias. Se dispone de una fuente de alimentación VDD=15V, y
se desea obtener una corriente de drenador ID=1mA. Los parámetros que caracterizan el transistor
son los siguientes: Kn’=50µA/V2, W=100µm, L=2µm, λ=0 y VTH=1V.
7.16. Para el espejo de corriente de la figura 7.16, suponga que Vo es lo suficientemente grande
como para que M2 funcione en la región de saturación. ¿Cuál es el efecto sobre Io de
(a) duplicar la anchura de M2?
(b) duplicar la anchura de M1?
Figura 7.16
Electrónica Básica – Curso Propedéutico INAOE 2009 7.4