IE733 – Prof. Jacobus 10 a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS de Três Terminais (parte 3)

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1 IE733 – Prof. Jacobus 10 a Aula Cap. 3 A Estrutura MOS de Três Terminais (parte 3)

2 3.5 Um Ponto de Vista do Controle V CB 3.5.1 Fundamentos: MOS-3T é uma extensão do MOS-2T. a)Analisamos, até aqui, o comportamento x V GB : V GB como variável independente V CB como parâmetro, que afeta e está embutido em V LB, V MB, V TB e V HB. b) Analisaremos agora o comportamento x V CB, ou seja, o Controle por V CB : Fixamos V GB como parâmetro V CB será a variável independente. Na verdade, a) e b) são equivalentes, porém permitem interpretações (intuições) e aproximações diferentes!

3 Na Fig. 3.3, com V GB = cte = V GB5 : V CB1 Inv. Forte V CB2 Inv. Moderada V CB3 Inv. Fraca V CB4 s não muda = sa (V GB5 ) = s (V CB3 ) Fig.3.3

4 Determinamos s x V CB para V GB = V GB5, usando: Fig. 3.9 V Q (V GB5 ), V W (V GB5 ), V U (V GB5 ) são limites entre as regiões: Inv.Forte Inv.Mod. Inv. Fraca Depleção. Para V CB >V W s = sa (V GB5) :

5 Observa-se que V GB e V CB atuam em oposição sobre o nível de inversão. Aumentando V CB : Inv.Forte Inv.Mod. Inv. Fraca Corte Repetindo a análise para diferentes valores de V GB : Curvas p/ V GB3 e V GB4 são similares a V GB5, exceto seus valores V Q, V W e V U são menores. Para V GB2 e V GB1 nem existem V Q e/ou V W ! Fig.3.10

6 Exercício: Criar Fig.3.10 a partir da Fig.3.3 e Vice- versa, para entender bem os 2 pontos de vista, por controle por V GB e por controle V CB. Para determinar V Q, V W e V U, usar: Válido para s Inv. Mod. Exemplo: Em V W sa = 2 F + V W Se V GB V CB =V W Ver 5a. Linha na Tabela 3.1

7 Caso o cálculo de V Q, V W e V U resultarem negativos ou imaginários não são soluções, pois V CB 0 ! (Ver Fig.3.10 p/ V GB1 e V GB2 ).

8 Falta Avaliar Q I, Q B x V CB ! Assumir V GB = cte e s = f(V CB ) Fig.3.11

9 Q do V CB (>V W ) s = sa (V GB ), Q B = cte, Q I = 0. Das curvas da Fig. 3.11 ou das expressões: obtemos: Fig.3.12

10 Para diferentes valores de V GB : Fig. 3.13

11 3.5.2 Tensão de Constrição (Pinchoff) Tínhamos: Ela corresponde à linha tracejada da Fig.3.12; É próxima, mas não exatamente, a uma linha reta ! A intersecção em x Q I = 0 e V CB V P = pinchoff Na verdade, em V P temos Inv. Moder. e não constrição completa !

12 Outra forma de ver V P : Usando:para substituir V FB : É evidente que V P = 0 para V GB = V T0 ! Slope = 1/n próximo item.

13 3.5.3 Expressões em Termos de V P Tínhamos: Como:

14 Tínhamos: n é um valor bem definido e f(V GB ), sendo que ele varia pouco (Fig.3.4) Fig.3.4 Como: resulta: onde n varia pouco.

15 Falta ver Q I = f(V P ) a) Em Inv. Forte: Em aproximação de 1 a ordem, para Q I próxima ao ponto V CB = V P :

16 b) Em Inv. Fraca: Tínhamos:

17 c) Em Inv. Moderada: Muitas expressões aproximadas para s e Q I foram propostas. Elas são empíricas e/ou complexas. A Fig.3.7 sugere: Cunha et al sugerem para :

18 Esta expressão também funciona em Inv. Forte há continuidade. Em Inv. Fraca, deixa de ter sentido e deve-se usar a expessão correspondente para s nesta região. Similarmente, Cunha et al sugerem: Uma única expressão, para as 3 regiões de inversão, continua sendo um objetivo !