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Fondamenti di Elettronica – Ing. AUTOMATICA e INFORMATICA - AA 2010/2011 Prova in itinere del 5 Maggio 2011 – Soluzione sintetica Esercizio 1 a) VR1 = I1 ·R1= 2V; Id=I2 /barb2right VGS =2V; V S=VG-VGS = 0V; V out =VDD -R3 ·I2= 8V. Verifica saturazione MOS: V GD =2V-8V=-6V<V T /barb2right MOS saturo b) Ad alta frequenza vgs =v in (entrambe le capacità sono assimilabili a dei corti) pertanto il guadagno è –gmR3 con gm=2mS, quindi Galta freq = -8 c) Dato che su segnale il generatore I2 è un aperto il condensatore C2 vede solo la transconduttanza del MOS: τ=C2 ·1/g m = 5ms. Il condensatore può essere approssimato con un cortocircuito per frequenze molto maggiori di 1/2 πτ = 31.8Hz. d) Caso 1: il MOS esce dalla saturazione andando in interdizione quando l'ingresso è tale che V G+v in -VS=V T (le lettere maiuscole al solito sono riferite alla polarizzazione). Da questa relazione si trova la tensione di segnale minima accettabile all’ingresso: v in,min = -1V Caso 2: il MOS esce dalla saturazione andando in zona ohmica quando l’ingresso è tale che VG+v in - Vout - Galta freq ·vin = V T. Da questa relazione si ricava v in,max = 7V/(1-G)= 778mV. L'ampiezza massima della sinusoide ad alta frequenza in ingresso è quindi 778mV. e) A bassa frequenza il guadagno è nullo dato che il generatore di corrente I2 fissa la corrente nel MOSFET, e di conseguenza la tensione di uscita, a un valore del tutto indipendente da Vin. Esercizio 2 a) Con SW chiuso: L’andamento esponenziale di V out1 ha una costante di tempo pari a: τ=RC= 10 µs Vin (t) t [ µs] 2.5V 5V t [ µs] 5V Vout1 (t) -5V 5V t [ µs] Vinverter (t) 50 150 250 350 b) Con SW aperto: Il tratto esponenziale di V out1 ha la costante di tempo del punto precedente: τ=RC= 10 µs c) Corrente massima portata dal diodo: I d,max = (5V-0.7V)/R=…