CMOSを勉強中のものですが、わからない点があるので教えてください。

質問

CMOSを勉強中のものですが、わからない点があるので教えてください。
PMOSは飽和領域で動作していればドレイン電圧はVs-(Vsg-|Vthp|)になると思いますが(あてますか??)、線形領域で動作している場合ドレイン電圧はどのようにしてもてめればいいのですか??
基本的なことで申し訳ありませんがご教授よろしくお願いいたします。

回答No.2

KEN_2

CMOSの場合は、オンかオフかで考えれば良いです。
PMOSの場合上側ですので、ドレイン電圧は常時VCCになり、ゲート電圧はドレイン電圧に影響しません。

>PMOSは飽和領域で動作していればドレイン電圧はVs-(Vsg-|Vthp|)になると思いますが
ドレイン電圧はゲート電圧に関係せず、ドレインの負荷抵抗と電流の関係になります。

>線形領域で動作している場合ドレイン電圧はどのようにしてもてめればいいのですか??
トランジスタと基本の考え方は同じですので、下記のサイト解説を読んで理解してみてください。

CMOS
http://ja.wikipedia.org/wiki/CMOS
下記のサイトに基本的な説明・解説があります。（すごく重いので時間がかかります）
トランジスタ よくあるお問い合わせ　MOS系
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/transistor/faq/index.html
MOSFET 電気的項目について(1)、・・・・
http://www.semicon.toshiba.co.jp/product/transistor/faq/mos/answer_mos01.html

お礼

ご回答ありがとうございます。
また、参考になるサイトを教えて頂きありがとうございます。
教えて頂いたサイトを参考にもう少し考えてみます。

回答No.1

midare_oni

MOSFETの動作は飽和領域の場合、ゲート-ソース間電圧によりドレイン電流が決まるように動作しておりドレイン電圧は基本的には動作に影響しないです。
(厳密にはドレイン電圧が変わるとドレイン電流が少し変わり、その変化率を出力インピーダンスと呼びます)
ドレイン-ソース電圧が低くなってきて、あるレベル以下になると飽和領域から線形領域になります。
なので、例えばデジタル出力などでオープンドレイン出力の場合、ドレイン電圧は相手側の都合で電圧を決められるという便利な使い方があります。(FETの耐圧以下であることは必要ですが)
つまり、ドレイン電圧は設計時に線形領域とするか飽和領域とするかで決めるもので、アナログ的な使い方をする場合は飽和領域となるドレイン電圧になるよう接続先の回路を設計するようにしています。
これはバイポーラトランジスタのコレクタ電圧と同じ考え方です。

お礼

早急なご回答ありがとうございます。
少しわからないのでもう少し教えてください。
具体例で言えば、よくPMOSのパラメータを同一のものを使いId=1/2β(Vsg-|Vthp|)特性を利用して電源電圧から低い電圧(電源電圧-Vsg*n)を作り出す回路(ダイオード接続やカレントミラーなどを使う回路)があると思いますが、
この回路で例えばカレントミラーの左側にダイオード接続PMOS2段＋Vsg決定用PMOS、カレントミラーの右側にダイオード接続PMOS1段＋ゲート電圧にある固定値を入れるPMOSを接続した場合のゲート電圧に固定電圧を入れたPMOSのドレイン電圧はどのようにしてたら求められるのですか？先ほど回答にあったように接続先でドレイン電圧を決定しているのですか？
申し訳ありませんが、今一度ご教授の方よろしくお願いいたします。