¿Por qué tiene que haber una carga en los inversores MOS?

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He estado estudiando acerca de los inversores durante un tiempo. En el libro que estaba leyendo, los inversores se han explicado de acuerdo con el tipo de carga conectada al drenaje de los transistores de conducción, es decir. Carga resistiva, carga tipo e nMOS y carga tipo d. En los dos circuitos anteriores, si se alimenta una baja tensión de entrada a la compuerta del transistor de excitación, la o / p será alta porque la corriente no pasa a través de la carga o la transistor de excitación y la o / p es simplemente Vdd.

Cuando el voltaje de entrada es alto, la corriente pasa a través de la carga y el transistor de activación y se obtiene una baja o / p porque se produce una caída de voltaje mínima en este caso. En ninguno de los casos anteriores, tener una carga parece ser de algún beneficio. Las cargas parecen estar simplemente contribuyendo a la disipación de energía durante la operación y el área en modo lineal. ¿Por qué entonces están conectados en primer lugar?

    
pregunta Vineet Kaushik

3 respuestas

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Si el transistor "controlador" inferior está apagado, la salida simplemente se desconectará de la tierra; no será alta a menos que algo, en algún lugar, la levante, y la resistencia de carga o el transistor superior lo hará.

Hay puertas de "colector abierto" o de "drenaje abierto" que omiten la carga interna, pero cuando las usa, debe agregar una carga externa, o depender de alguna otra cosa en el circuito para aumentar la salida.

    
respondido por el Peter Bennett
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Como usted señaló, esto hace que un inversor sea pobre. Se desperdicia energía cuando el NMOS está encendido y las velocidades de giro del borde son asimétricas. Cuando el NMOS se apaga, la salida se eleva con el dispositivo conectado a diodo (que se apaga cerca del riel) y cuando el NMOS se enciende, la salida se pone a tierra. Es por eso que el circuito que realmente se usa se muestra en esta lista de circuitos CMOS .

    
respondido por el placeholder
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El MOSFET al que está conectada la señal de entrada es un elemento de transconductancia, un convertidor de voltaje a corriente. Cuando el voltaje en su compuerta pasa más allá de un cierto umbral, comienza a extraer corriente de su terminal de drenaje, pero este efecto no establece automáticamente el voltaje en su terminal de drenaje. Para convertir esta corriente a una tensión, necesita un elemento de carga, la mayoría simplemente una resistencia, un MOSFET conectado por diodo (modo de enahncement o modo de agotamiento) o un MOSFET que funcione en la región lineal de operación. Los tres casos tendrán diferentes características de transferencia de voltaje y el lado negativo de los tres casos es que consumen algún tipo de energía "estática", en el estado de encendido.

Luego, viene la belleza del inversor CMOS. Tiene 5 regiones de operación y solo en las tres regiones intermedias de transición consume cualquier tipo de energía. No consumir ninguna energía estática es lo que hace que el inversor CMOS (o la compuerta CMOS) sea el elemento básico moderno de los circuitos integrados.

    
respondido por el deadude

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