Schaltungstechnik

6.4 Digitale Anwendungsschaltungen mit MOSFETs 415
5,0V
U 2
4,0V
3,0V
2,0V
1,0V
0V
M1
gesperrt
M1 "Stromquelle"
M2 "Widerstand"
M1 und M2
"Stromquelle"
0,5V 1,5V 2,5V 3,5V U1 4,5V
Bild 6.4-15: DC-Übertragungskennlinie des CMOS-Inverters bei gleicher Stromergiebigkeit
der Transistoren
Ist die Stromergiebigkeit der Transistoren M1 und M2 unterschiedlich, so ergibt
sich der Verstärkungsbereich nicht bei U 1 = 2,5V, sondern allgemein bei U 1 = U S.
Die Spannung U 1 = U S erhält man aus:
M1 --------- U 2 1 – UPM1 2
M2 --------- U 2 1 – 5V – UPM2 2
=
;
US =
M2 UPM1+ --------- 5V + U
PM2 M1
----------------------------------------------------------------------------;
M2 1 + ---------
M1 Der maximale Strom bei U1 = US ist:
IDmax =
M1 M2 5V – UPM1+ UPM2 ----------------------------
2
2
M2 2
----------------------------------------------------------- ;
U2 = U1 – UPM2 M1 "Widerstand"
M2 "Stromquelle"
U2 = U1 – UPM1 M2
gesperrt
(6.4-15)
(6.4-16)
1+ ---------
M1 In Digitalanwendungen ist von besonderem Interesse das Schaltverhalten mit
den Anstiegszeiten und den Abfallzeiten beim Zustandswechsel. Das transiente
Verhalten eines CMOS-Inverters wird im folgenden Experiment untersucht. Der
CMOS-Inverter sei dabei kapazitiv belastet.
Experiment 6.4-9: CMOSINV1 – TR-Analyse des CMOSInverters mit
dem SimulationProfile „TR“.