Compte-rendu du TP sur le MOS analogique I .Caractéristiques du

Salmon Olivier
Draibina Khalil (rédacteur)
ISTASE 1 – TD5
Compte-rendu du T.P sur le MOS analogique
I .Caractéristiques du transistor NMOS :
Après simulation, on obtient les courbes suivantes :
- Id=f(Vds) :
VDS
0V 1.0V 2.0V 3.0V 4.0V 5.0V
ID(M1)
0A
0.5mA
1.0mA
- Id=f(Vgs) :
VGSn
0V 1.0V 2.0V 3.0V 4.0V 5.0V
ID(M1)
0A
1.0mA
2.0mA

A partir de cette courbe on peut calculer le coefficient gm, en traçant la tangente au point
Vgs=2.5V, puis en calculant son coefficient directeur. On obtient donc le coefficient gm qui
vaut : 0.36mA/V.
II. Amplificateur NMOS
II.1 Caractéristique de transfert « grand signal »
a) A l’aide de l’oscilloscope on relève Vs=f(Ve) :
b) Pour réaliser un amplificateur, il faudra polariser le transistor dans la zone pincée.
c) Après simulation, on obtient les courbes suivantes pour Ve et Vs :
Tim e
0s 1ms 2 ms 3m s 4ms 5m s 6ms 7m s 8ms 9m s 10 ms
V(GR ILLE ) V(DR AIN)
0V
2.0V
4.0V
6.0V

V3
0V 1.0V 2.0V 3.0V 4.0V 5.0V
V(Drain)
0V
2.5V
5.0V
Avec la simulation on retrouve bien la région de blocage, la région de pincement, et la région
ohmique. Donc la courbe expérimentale obtenue précédemment Vs=f(Ve) est en accord avec la
courbe obtenue par simulation.
II.2 Utilisation en amplification « petit signal »
a) On applique un pont diviseur de tension aux bornes de R2,car le courant qui entre dans la grille
est très faible :
KR
K
R
R
Vdd
R
R
R
VR 10025*
100
2
2
5.2*
1
2
2
2=⇔
+
=⇔
+
=
b) En utilisant un potentiomètre pour R2, on trouve : R2=92.3k et VDS0=2.5V.
Ces mesures sont cohérentes avec les valeurs théoriques.
c) Pour Ve = 0,8V, on a Vs=3,32V ce qui correspond à une amplification de 4,15.

La valeur mesurée est sensiblement différente de la valeur théorique, elle est donc acceptable.
Théoriquement on a :
Ve=Vgs
Vs=-R.gm.Vgs=-R.gm.Ve
d’où : Vs/Ve=- R.gm= - 0.4*10^-3 * 10*10^3= -4
On a donc une amplification en tension a vide de 4.
d) Pour une tension de 100mV on a un taux de distorsion thd =4%
Pour une tension de 282mV on a un taux de distorsion thd =2%
e)
Time
0s 100us 200us 300us 400us 500us
V(Entree) V(Sortie)
-1.0V
0V
1.0V
Amplification en tension a vide :
Pour Ve=0,2V ,on a Vs= -0,8V.
d’où Vs/Ve=-4.
Donc l’amplification en tension à vide vaut 4,c’est la même valeur obtenue théoriquement .
Résistance d’entrée :
La résistance d’entrée est égale à R1//R2=( R1*R2)/( R1+R2)
Résistance de sortie :
En annulant toutes les sources indépendantes, c'est-à-dire la tension Ve , la tension Vgs =Ve
On en déduit que Rs=R.

III. Amplificateur CMOS
a)On ajuste V
P
pour obtenir la même tension V
DS0
que dans le montage précédent.
b) Expérimentalement, nous trouvons pour Ve 229mV et pour Vs 3.87V. Cela correspond à
une amplification de 17.
L’amplification en tension à vide du montage CMOS est beaucoup plus élevée que dans le
cas de l’amplificateur NMOS.
c)
On a Ve=40mV et Vs=1.12V, ce qui correspond à une amplification égale à 28
Donc R
DSon
= Av / g
m
= 28/(0.36*10^-3)=78
Time
0s 0.2ms 0.4ms 0.6ms 0.8 ms 1.0m s 1.2ms 1.4ms 1.6ms 1.8ms 2. 0m s
1 V( DR AIN) 2 V(GRILLE)
1. 0V
2. 0V
3. 0V
4. 0V
1
-40mV
-20mV
0V
20 mV
40 mV
2
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