Prof. SeabraPSI/EPUSP

Aula 13:O Inversor CMOS – Operação Dinâmica

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Aula Data Matéria Capítulo/página Teste

Semana da Pátria (04/09 a 08/09/2017)11 13/09 Amplificadores MOS porta comum e fonte comum Sedra, Cap. 4

p. 193-19612 15/09 Inversor CMOS: operação do circuito, característica de

transferência de tensão. Sedra, Cap. 4

p. 209-212 Teste 05(11h10)

13 20/09 Inversor CMOS: operação dinâmica, corrente e dissipação de potência.

Sedra, Cap. 4 p. 212-216

14 22/09 Circuitos lógicos CMOS: Portas lógicas NE, E, NOU, OU e circuitos com chave CMOS.

(Experimento 07 de lab de eletrônica)

Sedra, Cap. 10p. 597-600 ep. 614-615

(SEMOP)

15 27/09 Amplificadores diferenciais com MOS: introdução, par diferencial, operação em pequenos sinais do par diferencial, ganho diferencial de tensão. Exercício 7.4

Sedra, Cap. 7p. 429-436

16 29/09 Aula de exercícios preparatória para a prova P1 Avulso Teste 06(11h10)

1a. Semana de Provas (30/09 a 07/10/2017)Data: (sábado) – Horário: 7:30h

Eletrônica II – PSI3322Programação para a Primeira Prova

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Ao final desta aula você deverá estar apto a:

- Entender o princípio de funcionamento de um inversor CMOS- Relacionar suas características de operação dinâmica ao deslocamento do

ponto quiescente pelas curvas características - Determinar os tempos de resposta do inversor CMOS- Apreciar a questão da dissipação de potência (estática e dinâmica)

em uma porta lógica CMOS

12ª Aula: Características dinâmicas do Inversor CMOS

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Operação Dinâmicado Inversor CMOS 0

VDD

4

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0

VDD

1 2) ( )(PHL PHLPHL t E F t Ft M+→ →=

Operação Dinâmica do Inversor CMOS

1( ) :PHLt E F→

ODN

dvi Cdt

−=

121

2,

[( ) ]

( / ) ( )DD t DD

PHL

n n DD t

V V Vt Ck W L V V

− −= −−

2( ) :PHLt F M→

212

( ) On I tn O O

n

dvWk V CL dt

′ − − = − v v v

QN saturação, QP cortado

QN triodo, QP cortado

Supondo que em t+ Vi vai instantaneamente de 0 a VDD, QP corta e QN satura!

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Operação Dinâmica do Inversor CMOS2 2( ) : ( até / )PHL O DD t O DDt F M v V V v V→ = − =

212

( ) On I tn O O

n

dvWk V CL dt

′ − − = − v v v

212

( ) n DD t O O On

Wk V V dt CdvL

′ − − = − v v

2

112

( )

nn

O

O DD t O

WkL dt dvC V V

′ = −

− + − v v

2

11

2( )

( )

nn

O

DD t O ODD t

WkL dt dvC

V VV V

′ =

− − −

v v

212

( )( )

O

n DD t O On DD t

Cdt dvWk V VL V V

′

= − − −

v v

6

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Operação Dinâmica do Inversor CMOS

2 2

2

11

2

/ /

( )( )

o DD o DD

o DD t o DD

v V v V

Ov V V v V V

n DD t O On DD t

Cdt dvWk V VL V V

= =

= − = −′=

− − −

v v

23 4ln

( )PHL

n DD

DD t

DDt

n

CtW VV VL

V

k

V′

= −

−

Sabendo que: 211ln( )dx

ax x ax= −

−

212

( )( )

O

n DD t O On DD t

Cdt dvWk V VL V V

′

= − − −

v v

1 2) ( )(PHL PHLPHL t A C t Ct D+→ →=

2

3 412

,

[ ( )] ln( / ) ( ) ( )

DD DD t DD tPHL

DDn n DD t n DD t

n

V V V V VCt CW Vk W L V V k V VL

′

− − −= + − −

1 60 2 ,

,,( / )t DD PHL

n n DD

CSe V V tk W L V

≈ =1 6

,

,( / )PLH

p p DD

Ctk W L V

=2

PHL PLHP

t tt +=

2 2( ) : ( até / )PHL O DD t O DDt F M v V V v V→ = − =

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VO

VI

Operação Dinâmica do Inversor CMOS1 2) ( )(PHL PHLPHL t A C t Ct D+→ →=

1 6,

,( / )PHL

n n DD

Ctk W L V

=

1 6,

,( / )PLH

p p DD

Ctk W L V

=

0 2, :t DDSe V V≈

IDQN

IDQP

VO

VI

IDQN

sat triodotPHL1 tPHL2

7,8μs

9

61 6 0 5 10 8

20 10 5, , .

.PLHt sμ−

−

×= =×

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Operação Dinâmica do Inversor CMOS

VDD/2

VDD/2

ID

0

VDD

9

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Corrente e Dissipação de Potência

2DDD

DDDD

DDDDDDD

fCVP

segundofCVcicloCVQ

QVdtiVdtiVP

=

==

=== //

...

VDD/20VDD

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Lab. Eletrônica Exp. 7: Circuitos Integrados CMOS

CD4007

11

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Exp. 7: Circuitos Integrados CMOS

CD4007

12

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Exp. 7: Circuitos Integrados CMOS

Características Estática

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Exp. 7: Circuitos Integrados CMOS

VEVS

t

90%

10%

50%

V

VDD

tPLH

tf tr

tPHL

Características Dinâmicas

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