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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
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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
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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
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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
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Exp. 7: Circuitos Integrados CMOS
CD4007
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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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