Schaltungstechnik

418 6 Funktionsschaltungen mit FETs
Vereinfacht können die Transistoren bei Digitalanwendungen als Schalter angesehen
werden. Beim CMOS-Inverter liegt ein Komplementär-Schalter vor, d.h.
einer der beiden Transistoren ist immer gesperrt. In PSpice lassen sich die Transistoren
durch gesteuerte Schalter mit dem Element SBreak darstellen. Die Schalterstellung
von SBreak wird bestimmt durch die Parameter V ON und V OFF . Im
geschalteten Zustand lässt sich dem Schalter ein realer Ersatzwiderstand R ON und
R OFF zuordnen. V ON und V OFF legen die Schaltschwellen fest; R ON und R OFF u.a.
beeinflussen das dynamische Schaltverhalten bei kapazitiven Lastverhältnissen.
Das folgende Experiment verwendet spannungsgesteuerte Schalter für den CMOS-
Inverter anstelle der MOS-Transistoren. Die zugehörige Schaltung ist in Bild 6.4-
19 dargestellt. Bild 6.4-20 zeigt das Ergebnis des Experiments. Der Schalter S1
schaltet das Bezugspotenzial auf den Ausgang, der Schalter S2 die Versorgungsspannung.
Von einem Tristate-Ausgang spricht man, wenn beide Schalter offen
sind und somit weder das Bezugspotenzial noch die Versorgungsspannung auf den
Ausgang geschaltet wird. Es muss allerdings sichergestellt werden, dass nicht
beide Schalter geschlossen sind. Um dies zu gewährleisten, wird in der Testschaltung
im Steuerkreis ein Inverter verwendet.
Experiment 6.4-10: CMOSINV1_TR_SwitchModell
Bild 6.4-19: CMOS-Inverter mit Komplementärschaltern realisiert
Die Verwendung von spannungsgesteuerten Schaltern anstelle eines genaueren
MOS-Transistormodells vereinfacht den Aufwand für die Schaltkreissimulation.
„Switch-Level“-Simulatoren machen sich diesen Sachverhalt zunutze, die speziell
bei MOS-Schaltkreisen in gemischt analog/digitalen Schaltkreisen vorteilhaft eingesetzt
werden.