TD N°1 : Electronique pour Embarqué
EXERCICE 1 :
Soit le schéma d’un inverseur CMOS :
1. Construire la représentation graphique de la courbe Vout = f(Vin) de l'inverseur
CMOS, en déterminant les points caractéristiques.
2. Calculer les valeurs des deux tensions de sortie Vol et Voh,
3. Calculer les valeurs des deux tensions d'entrée Vil et Vih,
4. Calculer les marges de bruit NMl et NMh ainsi que Vm pour lequel Vout = Vin.
5. Déterminer le courant Imax consommé sur l'alimentation lorsque Vin = Vout = Vm et
la puissance dissipée correspondante.
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6. Pour quelles tensions d'entrée, ce courant vaut-il 1/2 de Imax, ou bien 1/10 de Imax ?
EXERCICE 2 :
Soit le circuit inverseur CMOS :
Où k’n(W/L) = k’p(W/L) avec (W/L)n = 20, (W/L)p = 40, k’n = 2 k’p = 20 μA/V2, Vt = |Vtp|
= 1V, C = 69.2 fF et VDD = 5 V.
1. Quelle est la tension de seuil de commutation, Vth?
2. Dessiner la caractéristique de transfert en tension (VTC, de Vin à Vout), en indiquant
la position de Vth SEULEMENT
3. Les quatre paires de tensions suivantes ont été mesurées à l’entrée et à la sortie
d’un inverseur à différents moments de l’expérience. Déterminer la région de
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fonctionnement des transistors NMOS et PMOS (blocage, saturation ou triode) qui
correspondant à chaque mesure.
4 . Déterminer les temps de retard tp, tpHL et tpLH.
EXERCICE 3 :
Soit le schéma d’un inverseur Pseudo-NMOS :
1. Donner les conditions de fonctionnement d’un transistor NMOS selon chaque mode
(bloqué, saturé et Ohmique).
2. Donner les conditions de fonctionnement d’un transistor PMOS selon chaque mode
(bloqué, saturé et Ohmique).
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3. Exprimer les valeurs de Voh et Vol respectivement tension de sortie maximale et tension de
sortie minimale.
4. Donner l’état des transistors PMOS et NMOS pour chaque phase numérotée sur la figure
des caractéristiques suivantes en justifiant la réponse.
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EXERCICE 4 :
On considère le circuit suivant :
1. Donner la fonction réalisée par ce circuit.
2. La caractéristique de transfert de tension de ce circuit est la suivante :
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a. Indiquer sur la figure les tensions critiques (VOH, VOL, VIH, VIL, VM), ainsi que les
marges de bruit NML, NMH.
b. Déterminer les tensions VOH et VOL
c. Déterminer la tension VM (VM=VIN=Vout)
d. Déterminer les marges du bruit NMLet NMH.
On donne : VIL= 1,25V, VIH=2,7V , K' = μnCox = 20 μA/V2; VT =1V; W/L = 2; Vdd = 5V;
RP= 100 KΩ
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