CMOSインバータの直流特性に関して

質問

下の画像に関しての質問です。

n-mosのドレイン電流-ドレイン電圧(ソースが基準)、ゲート電圧固定のグラフは良いのですが、p-mosのグラフに不明点があります。

Idspの絶対値をとったグラフであることは理解できます。しかし、Vgspの下に書かれているVgsnがよくわかりません。Vgspが-5Vの時、Vgsnが0Vとあります。この時のVgsnは何を表しているのでしょうか？

回答よろしくお願いします。

回答No.2

xpopo · ベストアンサー

回答NO.1です。

＞馬鹿な質問になってしまうのですが、この回路の場合VDDはどこになるのでしょうか？

＞電源電圧のP-mosの方がVDDでN-mosの方がVCCでしょうか？

　馬鹿な質問じゃありません。すみません。私の添付した回路図でVccと書いてある電圧はVddです。VddとすべきところをVccと記載して混乱させてしまいましたね。ごめんなさい。

　pairotさんの添付されたN-MOSトランジスタとP-MOSトランジスタの特性はCMOSに回路を組んだ状態の特性ではありません。図でP-MOSの特性図でP-MOSをCMOSに使う場合は私が添付したような形で使用されますので、その場合、P-MOSのソースはVddに接続されますますのでその場合、P-MOSのドレインはN-MOSのドレインに接続されます。この場合P-MOSのドレインはP-MOSのソースを基準に見るとCMOSの入力が０VからVdd＝５Vまで変化すると０Vから-Vdd=-5Vまで変化します。したがって、図ではVdsは０Vから-Vdd=-5Vまで変化してます。またP-MOSのゲート電圧VgspはP-MOSのソースを基準にしますのでVgsp=0Vの時はゲート電圧がソース電圧に等しい時なのでゲート電圧はVdd＝5Vになります。この時、N-MOSのゲート電圧Vgsnは5Vになります（N-MOSのソースは0V=GNDなので）。Vgsp＝-5Vの時はゲート電圧が0V=GNDに等しい時なのでこの電圧はソースから見れば-5Vになりますし、この時N-MOSのゲートソースVgsnは0Vになります。

お礼

大変参考になりました
ありがとうございました。

回答No.1

xpopo

今日は。

この画像ではCMOS回路の電源電圧を５Vを前提に説明してるんじゃありませんか？

　CMOS回路図を添付しましたが、図でCMOSの入力の電圧はN－MOSとP-MOSの両方のゲートに接続されてます。この場合、入力電圧はN－MOSのVgsnそのものを表してます。
　一方、P－MOSのゲート－ソース間電圧Vgspは電源電圧５VからVgsnを引き算した電圧の値の極性を反転した値になります。すなわち、

　Vgsp＝-（5V-Vgsn)

という関係になってます。上の式から　Vgsnを求めると、

　Vgsn＝Vgsp＋5V

となります。この式にVgspの値に-5V、-4V、-3V、-2V、-1Vを代入して計算すると、

　Vgsnは順に　0V、1V、2V、3V、4V　となります。

これが「Vgspの下に書かれているVgsn」の意味になると思います。

補足

回答ありがとうございました。
追加で質問させていただきます。

馬鹿な質問になってしまうのですが、この回路の場合VDDはどこになるのでしょうか？

電源電圧のP-mosの方がVDDでN-mosの方がVCCでしょうか？