Aufgabe 16.4
Moderator: Moderatoren
Aufgabe 16.4
Weiß jeamnd wie man die 16.4 von der GÜ macht? Ich finde gerade keinen Ansatz....
Re: Aufgabe 16.4
Also ich hab das über den maximalen Ausgangsstrom gelöst, wie im Skript auf S. 233. Für den muss ja gelten
^2)
Damit kann man das minimale W/L ausrechnen. Dabei hab ich dann noch angenommen, dass Ugs <= (Ub - Ua) ist (in der Hoffnung das das Richtig ist).
Damit komme ich dann auch ein (W/L)1 von 66,6. (W/L)2 muss ja noch vorherigen aufgabe = (W/L)1 sein. Und (W/L)4,5 = 10*(W/L)1.
Hast du davor auch Ubias = 1,418 V raus?
Damit kann man das minimale W/L ausrechnen. Dabei hab ich dann noch angenommen, dass Ugs <= (Ub - Ua) ist (in der Hoffnung das das Richtig ist).
Damit komme ich dann auch ein (W/L)1 von 66,6. (W/L)2 muss ja noch vorherigen aufgabe = (W/L)1 sein. Und (W/L)4,5 = 10*(W/L)1.
Hast du davor auch Ubias = 1,418 V raus?
Re: Aufgabe 16.4
Die Bias-Spannung sieht schon mal gut aus. Den gleichen Wert hab ich zumindest auch raus.
Diese Annahme hier Ugs <= (Ub - Ua) kann man aber meines Wissens nicht so einfach treffen. Man soll zwar den Subtrateffekt vernachlässigen (bei der Berechnung des Drainstroms zum Beispiel), aber die Spannung Uds selbst ist ja nicht Null.
Ich hab versucht mit dem was auf Seite 242 steht nen Ansatz zu finden, aber wirklich weit gekommen bin ich damit bis jetzt leider auch nicht.
Diese Annahme hier Ugs <= (Ub - Ua) kann man aber meines Wissens nicht so einfach treffen. Man soll zwar den Subtrateffekt vernachlässigen (bei der Berechnung des Drainstroms zum Beispiel), aber die Spannung Uds selbst ist ja nicht Null.
Ich hab versucht mit dem was auf Seite 242 steht nen Ansatz zu finden, aber wirklich weit gekommen bin ich damit bis jetzt leider auch nicht.
Re: Aufgabe 16.4
Also in ziemlich vielen anderen Aufgaben wird der MOSFET ja auch als Schalter genutzt und dabei Uds vernachlässigt. Außerdem passt die Abschätzungsrichtung ja mit der eigentlich Abschätzungsrichtung, und um einen minimales W/L zu berechnen dürfte das schon okay sein?!? Ich bin gespannt auf bessere Lösungen 
Re: Aufgabe 16.4
Tut mir leid, wenn ich den noch mal hochhole.
Ich habe mich auch mal dran Versucht und habe gesagt, dass ich mir Ua = 1 Volt angucke (-1 Volt sollte das gleiche sein, nur mit M2 statt M1).
Dann (Ugs1-Uthn)² = Im1 * 2 / (kn * (W/L))
Nach W / L aufgelöst.
Dann mit Im1 = Ia = Ua/Rl und Ugs1= Uds1+Uthn und das mit Uds1= Ub+ - Ua.
Ergebnis wäre dann 7,4 = W/L .
Wo liegt mein offensichtlicher Fehler? Sehe ihn momentan einfach nicht.
Ich habe mich auch mal dran Versucht und habe gesagt, dass ich mir Ua = 1 Volt angucke (-1 Volt sollte das gleiche sein, nur mit M2 statt M1).
Dann (Ugs1-Uthn)² = Im1 * 2 / (kn * (W/L))
Nach W / L aufgelöst.
Dann mit Im1 = Ia = Ua/Rl und Ugs1= Uds1+Uthn und das mit Uds1= Ub+ - Ua.
Ergebnis wäre dann 7,4 = W/L .
Wo liegt mein offensichtlicher Fehler? Sehe ihn momentan einfach nicht.
Re: Aufgabe 16.4
Meine Frage direkt zu eurer errechnet Biasspannung:
Diesen Wert erhält man nur, wenn man annimmt, dass kp' gegeben ist und man
somit dass (W/L)3 noch mit hinzurechnet. Aber in der Aufgabenstellung ist kp
gegeben, das schon das (W/L) verhältnis enthält, oder ist es ein Druckfehler
und sie haben den Strich vergessen?! Mit der Annahme kp kommt nämlich 0,922V heraus.
Feedback?
Diesen Wert erhält man nur, wenn man annimmt, dass kp' gegeben ist und man
somit dass (W/L)3 noch mit hinzurechnet. Aber in der Aufgabenstellung ist kp
gegeben, das schon das (W/L) verhältnis enthält, oder ist es ein Druckfehler
und sie haben den Strich vergessen?! Mit der Annahme kp kommt nämlich 0,922V heraus.
Feedback?
Re: Aufgabe 16.4
Die haben glaube ich nie ' dran geschrieben. War in einer anderen Aufgabe auch schon mal so.
Du eine Idee zu meinem Problem?
Edit: Ist mir gerade eingefallen. Wäre das nicht k' müsste doch dranstehen für welchen der ganzen Transistoren das wäre. Steht aber nur n und p. Somit müsste es k' sein. Ansonsten hätten die ja alle gleiches W/L oder extrem unterschiedliche werkstoffparameter.
Edit2: ich habe auch Ubias = 1,418 V
Du eine Idee zu meinem Problem?
Edit: Ist mir gerade eingefallen. Wäre das nicht k' müsste doch dranstehen für welchen der ganzen Transistoren das wäre. Steht aber nur n und p. Somit müsste es k' sein. Ansonsten hätten die ja alle gleiches W/L oder extrem unterschiedliche werkstoffparameter.
Edit2: ich habe auch Ubias = 1,418 V
Re: Aufgabe 16.4
zur Biasspannung: ja, da gebe ich dir Recht, wenn es wirklich die kp und kn Angaben wären,
dann müssten sie für jeden Transistor einzeln gegeben sein. Somit kann es sich nur um die
kp' und kn' Angaben handeln. In anderen Aufgaben waren diese aber als solche gekennzeichnet zB OP!
=>Damit kommt man auf Ubias=1,418!
zum minimalen W/L Verhältnis: Angenommen M1 leitet und M2 sperrt, dann ist Ia = Ua/Rl = 1mA = Im1
Der Transistor M1 ist im AB also Uds>(Ugs-Uth) mit Uds=Ub-Ua bekommt man eine Abschätzung für Ugs<Ub-Ua+Uth
Und mit Im1=Kn'/2 * (W/L)1 * (Ugs-Uth) folgt (W/L)1 > 2Ia/(kn' * (Ub-Ua)^2) = 7,4 genau wie bei dir.
Was ein ziemich kleines (W/L) für M1 ist, da nach Skript deren Verhältnis "sehr groß gemacht" werden muss!
felixk hatte einfach ugs<uds abgeschätzt und damit (W/L)1 = 66.67 bekommen, wobei ich mich frage ob das legitim ist?!
Edit: er hatte auf Skript S.232 verwiesen in der der maximale Ausgangsstrom, den ein Sourcefolger abgeben kann berechnet wurde.
Dort wurde gesagt, dass die Maximale Gatespannung an M1 Ub+ betragen kann, also stimmt dann die abschätzung Ugs<Ub-Ua und
das (W/L)1 ist 66,67 wohl korrekt, damit ergeben sich auch die anderen Verhältnisse!
dann müssten sie für jeden Transistor einzeln gegeben sein. Somit kann es sich nur um die
kp' und kn' Angaben handeln. In anderen Aufgaben waren diese aber als solche gekennzeichnet zB OP!
=>Damit kommt man auf Ubias=1,418!
zum minimalen W/L Verhältnis: Angenommen M1 leitet und M2 sperrt, dann ist Ia = Ua/Rl = 1mA = Im1
Der Transistor M1 ist im AB also Uds>(Ugs-Uth) mit Uds=Ub-Ua bekommt man eine Abschätzung für Ugs<Ub-Ua+Uth
Und mit Im1=Kn'/2 * (W/L)1 * (Ugs-Uth) folgt (W/L)1 > 2Ia/(kn' * (Ub-Ua)^2) = 7,4 genau wie bei dir.
Was ein ziemich kleines (W/L) für M1 ist, da nach Skript deren Verhältnis "sehr groß gemacht" werden muss!
felixk hatte einfach ugs<uds abgeschätzt und damit (W/L)1 = 66.67 bekommen, wobei ich mich frage ob das legitim ist?!
Edit: er hatte auf Skript S.232 verwiesen in der der maximale Ausgangsstrom, den ein Sourcefolger abgeben kann berechnet wurde.
Dort wurde gesagt, dass die Maximale Gatespannung an M1 Ub+ betragen kann, also stimmt dann die abschätzung Ugs<Ub-Ua und
das (W/L)1 ist 66,67 wohl korrekt, damit ergeben sich auch die anderen Verhältnisse!
Re: Aufgabe 16.4
Warum kann denn Ue und damit Ug maximal Ub+ sein (Im Skript)? Das nehmen die ja einfach als Bedingung an und ich wüsste nicht, warum man das hier auch einfach sagen kann, besonders da Ue dieses mal nicht direkt an M1 anliegt.
Re: Aufgabe 16.4
Hab eine Lösung aus den alten Semestern. Ich übernehme keine Verantwortung für Tippfehler bzw Fehler resultierend aus der original Handschrift:
18.3
Ugs3 = Ubas - Ub+
I=K'/2 W/L (Ugs-Uth)²
-> Ugs3= - (-2* Id3 / (k'p * W3/L3))) ^0.5 = -1,08V
-> Ubias = 2,5-1,08V = 1,42 Volt
W/L1 / W/L4 = 10
W/L2 / W/L5 = 10
18.4
Fall 1: Ua=+1 -> Id1 = 1mA
M3 in Sättigung
-> -Uds3 > -Ugs3+ Uth3 (pmos) mit Ugs3=-1,08V aus 18.3
Uds3< (-1,08V)-(-1V) =-0,08V
Ugs1 = U+ + Uds3 - Ua = 2,5V - 0,08V - 1V = 1,42V
-> W/L1 >= 2* Id1 / (kn*(Ugs1-Uth1)²) = 94,48 = 95
Fall 2: Ua=-1 -> Id2 = -1mA
M6 in Sättigung
Uds6>= (2 Id6/(kn* W/l6))^0,5 = (2*10yA / 120yA/V² * 25)^0.5 = 0,08V
W/L2 =...=188,96 = 189
Stromspiegel
W/L4 = 0,1 W/L1 = 9,5
W/L5 = 0,1 W/L2 = 19
18.3
Ugs3 = Ubas - Ub+
I=K'/2 W/L (Ugs-Uth)²
-> Ugs3= - (-2* Id3 / (k'p * W3/L3))) ^0.5 = -1,08V
-> Ubias = 2,5-1,08V = 1,42 Volt
W/L1 / W/L4 = 10
W/L2 / W/L5 = 10
18.4
Fall 1: Ua=+1 -> Id1 = 1mA
M3 in Sättigung
-> -Uds3 > -Ugs3+ Uth3 (pmos) mit Ugs3=-1,08V aus 18.3
Uds3< (-1,08V)-(-1V) =-0,08V
Ugs1 = U+ + Uds3 - Ua = 2,5V - 0,08V - 1V = 1,42V
-> W/L1 >= 2* Id1 / (kn*(Ugs1-Uth1)²) = 94,48 = 95
Fall 2: Ua=-1 -> Id2 = -1mA
M6 in Sättigung
Uds6>= (2 Id6/(kn* W/l6))^0,5 = (2*10yA / 120yA/V² * 25)^0.5 = 0,08V
W/L2 =...=188,96 = 189
Stromspiegel
W/L4 = 0,1 W/L1 = 9,5
W/L5 = 0,1 W/L2 = 19