[Elettronica] Operazionale con NMOS e impulso

[Bistecchin0]

Buonasera a tutti, torno per chiedere di nuovo aiuto, ho fatto parecchi esercizi su Amplificatori, Transistor, impulsi, gradini, ecc e questo è l'ultimo che mi è rimasto e sto avendo un po' di problemi, non avendo una soluzione con cui confrontarmi vorrei sapere se ragiono correttamente o dico delle castronerie!

schema elettrico

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$R_1=1k\Omega$
$R_D=R_L=2k\Omega$
$Vdd=10V$
$C=10nF$
Operazionale ideale con $V_(sat)=12V$
Per il transistor:
$V_(TH)=1V$
$K=0.5(mA)/V^2$

Devo graficare $V_(out)$, posto il ragionamento!

*Ho calcolato per $t<=1^-$
C'è solo $V_1$ come generatore.

$V^+ = V^-$$ =V_1=2V = V_S$
$I_D=V_1/R_1=2mA$
Controllo la saturazione del transistor e ottengo:
$V_(G)=5V$
$V_(GS)=3V$
$V_(DS)=4V$
$V_D=6V$

Se $V_D=6V$ allora il condensatore è carico a 6V, $V_(out)$ = 0V (Corretto?)

*$1^+$ $<=t<=2^-$

$V_(In)=0.5V$
$V_(R_1)=V_1-V_(In)=1,5V$
$I_D=V_(R_1)/R_1=1,5mA$
$V_D=Vdd-I_D*R_D=7V$ il condensatore si carica ancora
$\tau = C*R_L$
$V_(out)$ passa da 1V a 0V esponenzialmente


*$2^+$ $<=t<=3^-$
$V_(In)=-0.5$
$I_D=(V_1-V(In))/R_1=2.5mA$
$V_D=5V$, C si scarica di 2V
$\tau=C*R_L$
$V_(out)$ passa da -2V a 0V esponenzialmente

*$t>=3^+$
Il condensatore di carica
$V_(out)$ passa da 1V a 0V esponenzialmente


Spero di non aver scritto troppe inesattezze, se ho sbagliato illuminatemi sui miei errori, è l'unico esercizio che mi è poco chiaro !

[RenzoDF]

Direi che la tua soluzione, sia come metodo che come calcolo sia corretta; l'unica eccezione riguarda la costante di tempo e la tensione di uscita, per le quali ti sei dimenticato di considerare che la serie C RL, non vede l'uscita sul drain del mosfet come un generatore ideale di tensione, ovvero che la resistenza d'uscita sul drain non è nulla.

BTW I miei complimenti sia per la parte grafica (FidoCadJ) che per l'esposizione analitica in codice LaTeX.

[Bistecchin0]

Direi che la tua soluzione, sia come metodo che come calcolo sia corretta; l'unica eccezione riguarda la costante di tempo e la tensione di uscita, per le quali ti sei dimenticato di considerare che la serie C RL, non vede l'uscita sul drain del mosfet come un generatore ideale di tensione, ovvero che la resistenza d'uscita sul drain non è nulla.

BTW I miei complimenti sia per la parte grafica (FidoCadJ) che per l'esposizione analitica in codice LaTeX.

Grazie per i complimenti, mi dispiace un po' per il grafico con Paint ahaha

Quindi come costante di tempo devo prendere la serie tra RL C e Rd?

[RenzoDF]

Sì, e per la tensione d’uscita?

Per il grafico potresti usare ancora FidoCadJ.

[Bistecchin0]

Sì, e per la tensione d’uscita?

Ehm.. Credevo mi bastasse sapere come varia $V_d$ per la tensione d'uscita, puoi spiegarmi come cambia invece l'uscita?

[RenzoDF]

Prova a disegnare il circuito equivalente secondo Thevenin che "vede" la serie C RL.

[Bistecchin0]

Credo che la resistenza equivalente vista sia $R_d$ e il generatore $Vdd$ ?

Non ne sono sicuro :S

[RenzoDF]

No, devi ridisegnare la sottoparte destra della rete con Vdd, Rd, C e Rl , e sostituire il mosfet con un GIC verso massa (per esempio da 1.5mA), e ricavarti il circuito equivalente secondo Thevenin, visto dal ramo C Rl.

[Bistecchin0]

Quindi il circuito dovrebbe essere questo

schema elettrico

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Se stacco Id e cortocircuito Vdd vedo $R_d$.
Se la serie C e Rl è un circuito aperto, con l'analisi alle maglie, in Vd avrò la tensione data dal generatore di corrente che (se $I_d$ è 1.5mA) dovrebbe essere 13V.

Spero sia giusto, scusami se ti disturbo così tanto e se magari non capisco cose ovvie, l'elettronica/elettrotecnica non è proprio il mio forte

[RenzoDF]

La tensione è di 7 volt (da te già ricavata in precedenza), non 13 volt ... e la resistenza equivalente è la Rd=2kohm, ne segue che, nel passaggio dai 6 ai 7 volt, ai morsetti del carico Rl non vedrai l'intera differenza del gradino di 7-6=1 volt, ma solo la metà, ovvero mezzo volt (e così anche per i successivi gradini, la metà di quella da te calcolata); tutto qua.

.. e la costante di tempo sarà $\tau=C(R_L+R_d)$.

Attendiamo il grafico per la $V_{out}$.