Warum müssen MOS-Inverter eine Last haben?

Ich beschäftige mich seit einiger Zeit mit Wechselrichtern. In dem Buch, das ich gerade las, wurden Wechselrichter gemäß der Art der Last erklärt, die mit dem Drain der Treibertransistoren verbunden ist, dh. ohmsche Last, nMOS-Last vom e-Typ und NMOS-Last vom d-Typ. Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Geben Sie hier die Bildbeschreibung einWenn in beiden obigen Schaltungen eine niedrige Eingangsspannung an das Gate des Treibertransistors angelegt wird, ist o/p hoch, da kein Strom durch die Last oder den Treibertransistor fließt und o/p einfach Vdd ist.

Wenn die Eingangsspannung hoch ist, fließt Strom durch die Last und den Treibertransistor, und es wird ein niedriges o/p erhalten, da in diesem Fall ein minimaler Spannungsabfall auftritt. In keinem der oben genannten Fälle scheint es von Vorteil zu sein, eine Last zu haben. Die Lasten scheinen einfach zur Verlustleistung während des Betriebs im linearen Modus und im Bereich beizutragen. Warum sind sie dann überhaupt verbunden?

Ich weiß, dass die Bilder nicht richtig positioniert wurden. Ich habe mich bemüht, aber vergebens. Wenn jemand weiß, wie man sie einstellt, sei mein Gast!
Ich denke, die Last, von der Sie sprechen, ist nicht die externe Last, die an den Pin des Wechselrichters angelegt wird.

Antworten (3)

Wenn der untere "Treiber" -Transistor ausgeschaltet ist, wird der Ausgang nur von Masse getrennt - er wird nicht hoch sein, es sei denn, irgendetwas zieht ihn irgendwo hoch, und der Lastwiderstand oder der obere Transistor tun dies.

Es gibt „Open Collector“- oder „Open Drain“-Gatter, die die interne Last weglassen, aber wenn Sie sie verwenden, müssen Sie eine externe Last hinzufügen oder sich auf etwas anderes in der Schaltung verlassen, um den Ausgang hochzuziehen.

Ich verstehe, was Sie sagen, aber es fällt mir schwer, mir vorzustellen, wie der Spannungsabfall über der Last stattfindet, ohne sie mit Masse zu verbinden. Könnten Sie mir bitte Ihre Antwort mit einem Ersatzschaltbild erläutern?
@VineetKaushik: Wenn der Treibertransistor leitet, fließt Strom durch den Lastwiderstand und den Treibertransistor nach Masse - fast die volle Versorgungsspannung wird über den Lastwiderstand entwickelt. Wenn der Treibertransistor ausgeschaltet ist, fließt kein Strom durch den Lastwiderstand, sodass sich keine Spannung darüber entwickelt, wodurch der Ausgang hoch wird.

Wie Sie darauf hingewiesen haben, ist dies ein schlechter Wechselrichter. Es verschwendet Strom, wenn das NMOS eingeschaltet ist und die Flankensteilheit asymmetrisch ist. Wenn der NMOS ausschaltet, wird der Ausgang mit diesem an eine Diode angeschlossenen Gerät (das in der Nähe der Schiene abschaltet) hochgezogen, und wenn der NMOS einschaltet, wird der Ausgang auf Masse geschlagen. Deshalb wird in dieser Liste der CMOS- Schaltkreise der tatsächlich verwendete Schaltkreis angezeigt.

Der MOSFET, mit dem das Eingangssignal verbunden ist, ist ein Transkonduktanzelement, ein Spannungs-Strom-Wandler. Wenn die Spannung an seinem Gate einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, beginnt es, Strom von seinem Drain-Anschluss zu ziehen, aber dieser Effekt stellt die Spannung an seinem Drain-Anschluss nicht automatisch ein. Um diesen Strom in eine Spannung umzuwandeln, benötigen Sie ein Lastelement, am einfachsten einen Widerstand oder einen als Diode geschalteten MOSFET (Anreicherungsmodus oder Verarmungsmodus) oder einen MOSFET, der im linearen Betriebsbereich arbeitet. Alle drei Fälle haben unterschiedliche Spannungsübertragungseigenschaften und der Nachteil aller drei Fälle ist, dass sie im eingeschalteten Zustand eine Art "statischer" Strom verbrauchen.

Dann kommt die Schönheit des CMOS-Inverters. Es hat 5 Betriebsbereiche und verbraucht nur in den mittleren drei Übergangsbereichen irgendeine Art von Strom. Dass sie keinerlei statische Energie verbrauchen, macht den CMOS-Inverter (oder das CMOS-Gate) zum modernen Bestandteil integrierter Schaltungen.

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