PR #1 EB2206 – Elektronika Biomedika
Dosen : Dr. Ir. Amy Hamidah S, M.Sc. dan Nana Sutisna, S.T., M.T., Ph.D
Batas Pengumpulan : 2 Februari 2021, Pukul 18.00 WIB
Soal 1 : Rangkaian Bias MOSFET (Maksimum 20 Poin)
Diketahui sebuah rangkaian seperti pada Gambar di
samping. Jika diasumsikan transistor Q1 dan Q2
matched tetapi lebar yang berbeda, yaitu W1 dan W2.
Gunakan Vt = 0.5 V, k’n = 0.4 mA/V2, L1 = L2 = 0.36
μm, W1 = 1.44 μm, and λ = 0.
(a) Tentukan
R
nilai
yang
diperlukan
untuk
menghasilkan arus di transistor Q1 sebesar 50 μA
(b) Tentukan W2 dan R2 seghingga arus pad Q2
sebesar 0.5 mA dan Q2 beroperasi pada batas
daerah saturasi.
Soal 2 : MOSFET Sebagai Penguat (Maksimum 40 Poin)
Sebuah
MOSFET
rangkaian
dengan
disusun
dalam
konfigurasi
sebuah
seperti
di
samping. Devais MOSFET memiliki parameter
proses sebagai berikut: Vt = 0.8 V, kn = 5
mA/V2, and VA = 40 V.
(a) Tentukan nilai RS , RD, and RG sehingga didapatkan ID = 0.4 mA, Nilai terbesar dari
RD harus dapat menghasilkan swing sinyal maksimum sebesar 1.6 V (±0.8) dan
resistansi input dari gate sebesar 10 MΩ. Abaikan efek Early.
(b) Tentukan nilai gm dan ro pada titik bias.
(c) Jika terminal Z dihubungkan pada ground, terminal X dihubungkan pada sumber sinyal
yang memiliki resistansi 1 MΩ, dan terminal Y dihubungkna pada sebuah beban
dengan resistansi 10 KΩ, tentukan penguatan tegangan dari sumber sinyal ke beban.
(d) Jika terminal Y ditanahkan, tentukan penguatan tegangan dari X ke Z dengan Z
hubung terbuka. Berapakah resistansi output yang didapatkan?
(e) Jika terminal X ditanahkan dan terminal Z dihubungkan dengan sebuah sumber arus
50 μA dan mempunyai resistansi 100 KΩ, tentukan tegangan sinyal pada titik Y. Untuk
penyederhanaan efek dari ro dapat diabaikan.
Soal 3 : MOSFET Inverter (Maksimum 40 Poin)
Diketahui sebuah MOSFET inverter yang difabrikasi pada teknologi proses 0.13-μm dengan
parameter proses sebagai berikut :
•
VDD = 1.2 V, Vtn = −Vtp = 0.4V, μn/μp = 4, dan μnCox = 430 μA/V2.
•
Panjang kanal transistor QN and QP, L = 0.13 μm
•
Aspek rasio transistor QN sebesar 1.
(a) Tentukan lebar transistor PMOS Wp sehingga dihasilkan VM = 0.6 V.
(b) Pada kondisis ‘matched’ tentukan VOH, VOL, VIH , VIL , NMH, and NML.
(c) Tentukan resistansi output untuk dua keadaan transistor.
(d) Tentukan nilai VM untuk kondisi ukuran minimum inverter yaitu (W/L)p=(W/L)n = 1.0
(e) Gambarkan sketsa kurva karakteristik tegangan (Voltage Transfer Characteristic – VTC)
dengan pelabelan titik-titik daerah operasi secara lengkap dan nilai tegangan yang
didapatkan.