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Ingenieurwesen » Elektrotechnik » CMOS-Inverter: Spannungen
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Universität/Hochschule J CMOS-Inverter: Spannungen
Physikus31
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  Themenstart: 2013-12-02

Hallo zusammen! Ich habe ein Problem mit dem CMOS-Inverter. Wenn ich eine Spannung von 0 V am Eingang anlege, sperrt der n-Kanal MOSFET und der p-Kanal-MOSFET wird leitend. Aber muss zum Entsperren des p-Kanal MOSFETs der Transistor nicht mit der Masse verbunden sein? Beim Schalten verhalten sich doch die Bulk Gate Anschlüsse wie ein Kondensator. Oder ist der benötigte Strom so klein, das er z.B auch mit den thermischen Bewegung (Diffusion) gedeckt werden kann? lg Physikus

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  Beitrag No.1, eingetragen 2013-12-02

Hallo Physikus, ob ein MOSFET leitet oder sperrt, wird von der anliegenden Gate-Source-Spannung bestimmt. Die direkte Verbindung des Bauelements mit der Schaltungsmasse ist unerheblich. Beim CMOS-Inverter ist der Source-Anschluss des p-Kanal-MOSFET mit der positiven Betriebsspannung verbunden. Bei einer Ansteuerung mit logisch "0" liegt das Gate auf Masse, also 0V. Die Gate-Source-Spannung ist negativ. Der p-Kanal MOSFET ist niederohmig, also leitend, während der n-Kanal-MOSFET gesperrt ist. Der Ausgang des Gatters führt Betriebsspannung, was logisch "1" entspricht. Feldeffekttransistoren sind spannungsgesteuerte Bauelemente. Ihre Funktionsweise erfordert keinen Gate-Strom. Viele Grüße A.

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Physikus31
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  Beitrag No.2, vom Themenstarter, eingetragen 2013-12-02

Hallo! Danke für deine Antwort. Mir ist allerdings nicht klar wie ein MOSFET ganz ohne Stromfluss funktionieren soll. Gate und Bulk bilden doch einen Kondensator der geladen werden muss, auch wenn es nur einige nA sind. lg Physikus

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  Beitrag No.3, eingetragen 2013-12-02

\quoteon(2013-12-02 17:43 - Physikus31 in Beitrag No. 2) Hallo! Danke für deine Antwort. Mir ist allerdings nicht klar wie ein MOSFET ganz ohne Stromfluss funktionieren soll. Gate und Bulk bilden doch einen Kondensator der geladen werden muss, auch wenn es nur einige nA sind. lg Physikus \quoteoff Das ist eher ein parasitärer Effekt, den man eher unterbinden will und der nicht für die Funktion des MOSFET entscheident ist. Die parasitäre Kapazität macht sich auch erst bei höheren Ansteuerfrequenzen bemerkbar.

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Ueli
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  Beitrag No.4, eingetragen 2013-12-03

Hallo Physikus, Du hast schon recht, es wird mit Kapazitäten gerechnet. Bei einer Eingangsfrequenz von 100MHz, 2V und einer Eingangskapazität von 1pF fliessen bereits über 3mA. \ Impedanz abs(Z)=1/(\omega C) Auch die Stromaufnahme des ganzen Teils wird mit einer äquivallenten Kapazität berechnet. Bei über 100MHz empfiehlt es sich daher die Bauteile zu Integrieren (kleine Strukturen->kleine Kapazitäten->kleinere Ströme). Gruss Ueli

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  Beitrag No.5, eingetragen 2013-12-03

Oh weh! Da steht in der Frage "Kondensator" und ich beschreibe einen idealisierten CMOS-Inverter ohne Kapazitäten. So ein Blödsinn!

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Physikus31 hat die Antworten auf ihre/seine Frage gesehen.
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