CMOS-Inverter-Spannungsübertragungsfunktion

Nehmen wir also an, ich habe eine perfekt symmetrische Kurve der Spannungsübertragungsfunktion für meinen CMOS-Wechselrichter. Die Kurve sieht so aus:
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Die Frage ist, wie sich diese Kurve ändern würde, wenn die Größe des NMOS-Transistors verringert würde.

Meine Antwort: Die Kurve wäre immer noch symmetrisch, würde sich aber nach rechts verschieben.

Aber ich weiß nur, dass ich aus meinem Lehrbuch nicht verstehe, WARUM sich die Kurve nach rechts verschieben würde.

Warum genau behält es die Symmetrie bei und verschiebt sich nach rechts?

Antworten (1)

Die Spannung verschiebt sich, weil zusätzliche Übersteuerspannung benötigt wird, um zusätzliche zu erzeugen ICH D S passend zum ICH D S des PMOS. Dies ergibt sich, weil die Reduzierung von W die reduziert G M des NMOS-Transistors.

Die Kurve hat ihre ungefähr sigmoide Form, die dadurch bestimmt wird, wie die Transistoren von der Triode zu voll aktiv übergehen, aber sie werden nicht perfekt symmetrisch sein. v T H , G M sind sehr unwahrscheinlich, dass sie perfekt aufeinander abgestimmt sind.

Was würde passieren, wenn VDD kleiner als die Summe der Schwellenspannungen für die NMOS- und PMOS-Transistoren wäre? Mein Instinkt wäre, dass der Wechselrichter ein vages Hystereseverhalten zeigen würde, aber ein matschiges Signal, das durch mehrere Wechselrichter geleitet wird, matschig bleiben würde (im Gegensatz zu Schmidt-Trigger-Wechselrichtern, die Hysterese hinzufügen und saubere Ausgänge liefern). Ich könnte mir vorstellen, dass Metastabilität bei niedrigen Spannungen ein größeres Problem darstellt und mehr als einen Doppelsynchronisator erfordert, aber ich weiß es nicht wirklich.
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