Schaltungstechnik

406 6 Funktionsschaltungen mit FETs
U1 < 1V der Transistor M1 gesperrt, die Ausgangsspannung ist dann gleich der
Versorgungsspannung (hier 5V). Sobald U1 > 1V wird, zieht der Transistor M1
Strom. Zunächst ist U DS groß genug, so dass der Transistor M1 als Stromquelle
arbeitet. Bei zunehmendem Strom steigt der Spannungsabfall am Lastwiderstand
und U DS wird entsprechend kleiner, so dass dann der Transistor ab einer bestimmten
Eingangsspannung bei U 2 < U 1 – U P,M1 in den Widerstandsbetrieb übergeht.
Experiment 6.4-3: NMOSINV1_ohmscheLast – DC-Übertragungskennlinie
eines NMOS-Inverters mit ohmscher Last.
5,0V
U 2
4,0V
3,0V
2,0V
1,0V
0V
M1
gesperrt
M1
"Stromquelle"
0,5V 1,5V 2,5V 3,5V U1 4,5V
Bild 6.4-4: DC-Übertragungskennlinie des NMOS-Inverters mit ohmscher Last
Arbeitet der Transistor im „Widerstandsbetrieb“, so gilt:
IDM1= 2 5V – U2 M1 U1– UPM1 U2 – U2 2
= ------------------- ;
RD (6.4-5)
(L)
Von besonderem Interesse ist die Ausgangsspannung U2 bei U1 = 5V. Im Inver-
(L)
terbetrieb soll die Spannung U2 möglichst klein sein, sie bestimmt sich aus:
L 5V – U2 M1 RD = --------------------------------------------------------------------------- ;
L L2 5V – UPM1 U2 – U2 2
(L)
Bei der gegebenen Beschaltung erhält man für U2 :
U2 = U1 – UPM1 M1
"Widerstand"
L U2 025V L U (6.4-7)
2 = 025V RD = 122k;
(L)
Weiter ist von Interesse der Widerstand rDS,ON des NMOS-Transistors bei U2 :
rDS ON
=
1
------------------------------------------------------------- = 625k; M1 UGS M1 – UPM1
(6.4-6)
(6.4-8)