¿Por qué tiene que haber una carga en los inversores MOS?

He estado estudiando sobre inversores por un tiempo. En el libro que estaba leyendo, los inversores se han explicado según el tipo de carga conectada al drenaje de los transistores de conducción, es decir. carga resistiva, carga nMOS tipo e y carga NMOS tipo d. ingrese la descripción de la imagen aquí ingrese la descripción de la imagen aquíEn los dos circuitos anteriores, si se alimenta un voltaje de entrada bajo a la compuerta del transistor de activación, la o/p será alta porque la corriente no pasa a través de la carga o del transistor de activación y la o/p es simplemente Vdd.

Cuando el voltaje de entrada es alto, la corriente pasa a través de la carga y del transistor de activación y se obtiene una salida baja porque en este caso se produce una caída de voltaje mínima. En ninguno de los casos anteriores, tener una carga parece ser de algún beneficio. Las cargas parecen estar simplemente contribuyendo a la disipación de energía durante la operación de modo lineal y área. ¿Por qué entonces están conectados en primer lugar?

Sé que las imágenes no se han colocado correctamente. Me he esforzado mucho pero en vano. Si alguien sabe cómo ajustarlos sea mi invitado!
Creo que la carga de la que está hablando no es la carga externa aplicada al pin del inversor.

Respuestas (3)

Si el transistor "controlador" inferior está apagado, la salida simplemente se desconectará de tierra; no será alta a menos que algo, en algún lugar, la suba, y la resistencia de carga o el transistor superior harán esto.

Hay compuertas de "colector abierto" o "drenaje abierto" que omiten la carga interna, pero cuando las usa, debe agregar una carga externa o depender de algo más en el circuito para aumentar la salida.

Entiendo lo que dice, pero me cuesta visualizar cómo se produce la caída de voltaje en la carga sin conectarla a tierra. ¿Podría explicarme su respuesta con un diagrama de circuito equivalente?
@VineetKaushik: cuando el transistor del controlador está conduciendo, la corriente fluirá a través de la resistencia de carga y el transistor del controlador a tierra; casi todo el voltaje de suministro se desarrollará a través de la resistencia de carga. Cuando el transistor del controlador está apagado, no fluirá corriente a través de la resistencia de carga, por lo que no se desarrollará voltaje a través de él, lo que hará que la salida sea alta.

Como usted señaló, esto hace un mal inversor. Desperdicia energía cuando el NMOS está encendido y las velocidades de giro de borde son asimétricas. Cuando el NMOS se apaga, la salida se eleva con ese dispositivo conectado por diodo (que se apaga cerca del riel) y cuando el NMOS se enciende, golpea la salida a tierra. Es por eso que el circuito que realmente se usa se muestra en esta lista de circuitos CMOS .

El MOSFET al que está conectada la señal de entrada es un elemento de transconductancia, un convertidor de voltaje a corriente. Cuando el voltaje en su puerta supera cierto umbral, comienza a extraer corriente de su terminal de drenaje, pero este efecto no establece automáticamente el voltaje en su terminal de drenaje. Para convertir esta corriente en un voltaje, necesita un elemento de carga, más simplemente una resistencia, o un MOSFET conectado a un diodo (modo de mejora o modo de agotamiento) o un MOSFET que funcione en la región lineal de operación. Los tres casos tendrán diferentes características de transferencia de voltaje y la desventaja de los tres casos es que consumen algún tipo de energía "estática", en el estado encendido.

Luego, viene la belleza del inversor CMOS. Tiene 5 regiones de operación y solo en las tres regiones intermedias de transición consume algún tipo de energía. No consumir ningún tipo de energía estática es lo que hace que el inversor CMOS (o la puerta CMOS) sea el elemento básico moderno de los circuitos integrados.

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