Inverseur CMOS :
On peut considérer un inverseur CMOS comme un amplificateur opérationnel avec une seule alimentation et dont seule l'entrée inverseuse est accessible.(Courant d'entrée négligeable et gain en boucle ouverte infini). L'AOP est toujours en régime de saturation sauf au voisinage immédiat du seuil de commutation Vs. Par construction le circuit d'entrée est symétrique : il en résulte que la tension d'entrée Vs qui correspond à l'inversion est très voisine de Vcc/2.
Astable réalisé avec des inverseurs CMOS :
On réalise le circuit ci-contre. La sortie V3 est réliée à l'entrée 1 par le condensateur C et la sortie 2 est reliée à l'entrée 1 par la résistance R.
On suppose qu’à l’instant t = 0 la porte 1 transite de l’état 1 vers l’état 0.
Donc en t = 0- (juste avant la transition) on a : V2 = Vcc, V3 = 0 et V1 = Vcc/2 = Vs.
La tension entre les bornes du condensateur est Vc = V1 – V3 = Vs.
Juste après la transition (en t = 0+), on a : V2 = 0 et V3 = Vcc
La tension Vc ne peut varier instantanément et V1 prend la valeur : Va = Vcc + Vs.
Le condensateur se décharge dans R (car V2 = 0) avec la constante de temps τ = R.C.
Quand V1 atteint la valeur Vs, la porte 1 se bloque, la porte 2 transite et alors V3 s’annule.
Le condensateur transmet cette variation de potentiel à V1 qui diminue donc de Vcc. Il se recharge ensuite avec la constante de temps τ = R.C jusqu’à ce que le potentiel V1 atteigne la valeur Vs.
Montrer que le système oscille avec la période T = 2.T1 = 2.RC.ln(3) .
On fait en général suivre ce circuit par un inverseur tampon.
Utilisation :
Les courbes représentent l'évolution des potentiels en fonction du temps.
Il est possible de modifier la valeur de R avec l'ascenseur. La valeur correspondante de la période T est affichée.
Le bouton [Départ] permet de relancer le programme avec les conditions initiales.
En pressant un bouton de la souris, on bloque l'animation qui reprend quand on relâche le bouton.