Relatório 12 PDFE - Mauricio Hoffman

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Aluno: Mauricio Hoffman
Matrícula: 160138574
Data: 20 de abril de 2022
Universidade de Brasília
Prática de Física dos Dispositivos Eletrônicos
Lab 12 - Transistores CMOS
Objetivo
Este experimento tem como objetivos, a introdução ao comportamento geral
de Transistores CMOS. Diferenciação de transistores CMOS de Canal-N e de
Canal-P e Caracterização elétrica com a obtenção das curvas de corrente vs.
tensão. Material.
Materiais Utilizados
Os materiais utilizados para o experimento foram os seguintes:
- Osciloscópio Digital: Tektronix TBS1062
- Multimetro Minipa ET-1100
- Fonte DC: Minipa MPL-1303M
- Circuito Integrado CD4007
- Resistor de 10K Ohms.
Procedimentos experimentais e dados obtidos:
1) Identifique a pinagem dos pares CMOS no circuito integrado CD4007:
Resposta:
O CD4007 é um circuito CMOS, onde o mesmo possui 2 pares de circuitos
CMOS além de um inversor. Onde as portas 1, 5, 8, 11 e 12 são Drain, as portas 2,
4 e 9 são Source, e as portas 3, 6 e 10, são Gates. A porta 7 recebe o VSS e a
porta 14 recebe o VDD.
2) Construa o circuito para plotar a curva Vo x Vi , com VFONTE = +5 V, do
transistor MOS de Canal-P
Resposta:
3)Construa o circuito para plotar a curva Vo x Vi , com VFONTE = +5 V, do
transistor MOS de Canal-N
Resposta:
4) Construa o circuito para plotar a curva VOUT x VIN, com VFONTE = +5 V,
do par complementar CMOS
Resposta
5) Plote no Modo X-Y do osciloscópio a curva VOUT vs. VIN do Inversor
CMOS, nas frequências de 100Hz e 100KHz. Explique a razão das duas curvas
serem diferentes.
Resposta:
Curva na frequência de 100Hz:
Curva na frequência de 100KHz
Agora os mesmos Gráficos gerados no Scilab:
100 mhz:
Para 100KHZ
6) Ajuste de Modelo: Encontre os valores da tensão de limiar VTh e da
constante KP para a equação que descreve o comportamento dos transistores
CMOS de Canal-N e de Canal-P, usados nos itens 2 e 3, a partir do conjunto de
valores experimentais obtidos, usando o método dos mínimos quadrados. Inclua a
sua memória de cálculo, preferencialmente na forma de um programa SCILAB
Resposta:
Segue abaixo, a tabela preenchida com os valores que faltavam
EC12 - Laboratório 12
i) Simule no LTspice o transistor MOS Canal-N (CD4007) caracterizado no
laboratório, de modo a obter a curva paramétrica (Modo X-Y) quase-estática, com
um sinal senoidal do gerador (f = 100Hz, 10Vp-p, +5V de offset) para plotar a
corrente IDS em função da tensão VDS medida entre os terminais do dreno e da
fonte. Nesta simulação, basta declarar no modelo do transistor a tensão de limiar e
a constante de transcondutância, assumindo W/L = 1. Obtenha três plotagens no
mesmo gráfico para as tensões de porta VGS = 0, 3, e 5 volts. Explique os gráficos.
Resposta:
Após efetuar a simulação do Nmos utilizando o Ltspice, obtive os seguintes
gráficos abaixo:
Para VGS = 0 Volt:
Para VGS = 3v:
Para VGS = 5v:
iI) Simule no LTspice o transistor MOS Canal-P (CD4007) caracterizado no
laboratório, de modo a obter a curva paramétrica (Modo X-Y) quase-estática, com
um sinal senoidal do gerador (f = 100Hz, 10Vp-p, +5V de offset) para plotar a
corrente ISD em função da tensão VSD medida entre os terminais do dreno e da
fonte. Nesta simulação, basta declarar no modelo do transistor a tensão de limiar e
a constante de transcondutância, assumindo W/L = 1. Obtenha três plotagens no
mesmo gráfico para as tensões de porta VSG = 0, 3, e 5 volts.
Resposta:
Após efetuar a simulação do Nmos utilizando o Ltspice, obtive os seguintes
gráficos abaixo:
Para VSG = 0 Volt:
Para VGS = 3v:
Para VGS = 5v: