Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

17.2. A LEGFONTOSABB LOGIKAI ÁRAMKÖRCSALÁD, A CMOS RENDSZER ISMERTETÉSE 383
és az
U t = u DS1 +u SD2 (17.8)
egyenlőségek alapján határozhatjuk meg.
Ezeket az összefüggéseket felhasználva az inverter küszöbfeszültsége az
K n (u GS1 −U Pn ) 2 (1+κ n u DS1 ) = K p (u SG2 −|U Pp |) 2 (1+κ p u SD2 ), u GS1 = u DS1 ,
(17.9)
K n (u GS1 −U Pn ) 2 (1+κ n u DS1 ) = K p (U t −u GS1 −|U Pp |) 2 (1+κ p (U t −u DS1 ))
(17.10)
egyenletek segítségével határozhatjuk meg, mivel a küszöbfeszültség környezetében mindkét
tranzisztor az elzáródás feletti tartományban működik. Feltételezve, hogy κ n = κ p ≃ 0, az
egyenlet a
K n (u GS1 −U Pn ) 2 = K p (U t −u GS1 −|U Pp |) 2 (17.11)
formában írható fel, amiből az U th küszöbfeszültségre az
√
U th = u GS1 = U Kp
Pn +
K n
(U t −|U Pp |)
√ (17.12)
Kp
1+
K n
érték adódik. A küszöbfeszültség szimmetrikus esetben, ha U Pn = −U Pp és K p = K n , akkor
U th = U t
2 . (17.13)
HaU Pn = −U Pp = U p , de a két tranzisztor konstansai nem azonosak (K p ≠ K n ), akkor
Érdemes megjegyezni, hogy
U th =
√
Kp
K p
K n
=
√ )
Kp
K n
U t +U P
(1−
K n
√ . (17.14)
Kp
1+
K n
1
W p
L p
2 µ pC0
∗
1
2 µ nC0 ∗ = µ p
Wn
L n
W p
L p
µ
W n n
L n
, (17.15)
és
µ p
µ n
≃ 1
1,6 , (17.16)
ezért a szimmetrikus esetet, amikor U th = U t /2 a
aránnyal lehet beállítani.
W p
L p
≃ 1,6 W n
L n
(17.17)
A 17.9. ábrán megadtuk az inverter karakterisztikájának alakját különböző K p /K n arányok
esetén.