Halbleiter: MOSFET

(Schwierigkeitsstufe i)

Aufgabe i.1:     Zeitaufwand: 20 Minuten

Schaltplan

Auf dem rechts abgebildeten Schaltplan ist ein NMOS-Transistor Inverter abgebildet, dessen Ausgang mit dem Widerstand R3 belastet ist.

Dem Datenblatt entnimmt man:

Formel

Die standardisierten Pegel für 5V CMOS Logik betragen:

Tabelle

a) 

Berechnen Sie den Drain-Widerstand R2 nach der E12-Reihe so, dass für die unbelastete Schaltung (R3=0) ein maximaler Drainstrom von 100 mA erreicht wird.

b) 

Berechnen Sie für R2 aus Teilaufgabe a den Lastwiderstand R3 nach der E12-Reihe so, dass die Vorgaben für die standardisierten 5V CMOS Pegel eingehalten wird.

c) 

Bestimmen Sie für die oben berechneten Werte R2 und R3 die Gesamtstromaufnahme der Schaltung für LOW und HIGH am Ausgang.

d) 

Berechnen Sie für R2=1 den Lastwiderstand R3 nach der E12-Reihe so, dass die Vorgaben für die standardisierten 5V CMOS Pegel eingehalten wird.

e) 

Berechnen Sie für R2=1 und R3 aus Teilaufgabe d die Gesamtstromaufnahme der Schaltung für LOW und HIGH am Ausgang.

e) 

Wie muss das Verhältnis von R3 zu R2 mindestens sein, damit die Vorgaben für die standardisierten 5V CMOS Pegel eingehalten werden?