Versuche mit MOSFETs, Teil 3

CMOS-ICs enthalten komplementäre NFETs und PFETs. Verbindet man beide am Gate und am Drain, erhält man einen CMOS-Inverter. Es handelt sich dabei praktisch um einen einfachen Gegentaktverstärker ohne Arbeitswiderstand. Bei niedriger Eingangsspannung leitet der obere FET, bei hoher Eingangsspannung der untere.

Die Kennlinie des CMOS-Gatters wird mit SIOS und DoIt bestimmt. Man erkennt eine hohe Verstärkung bei einer Eingangsspannung von ca. 2,7V. Digitale Eingangssignale von 0V/5V werden invertiert.

Ein solcher CMOS-Inverter wird meist mit seinem logischen Schaltsymbol gezeichnet. Je nach Zeichennorm verwendet man das Dreieck mit einem Invertieren-Kringel oder das rechteckige Puffer-Symbol mit einem Inverterkennzeichen am Ausgang.

Mit einer geeigneten Gegenkopplung kann ein CMOS-Inverter auch als analoger Verstärker eingesetzt werden. Oft verwendet man hochohmige Widerstände von 1...10 MOhm. Eine Spannungsverstärkung bis 100-fach ist dabei möglich.

Mit zwei antiparallen LEDs als Fotodioden im Rückkopplungszweig erhält man einen besonderen Lichtsensor. Am Ausgang erscheint die Information, welche der beiden LEDs stärker beleuchtet wird. Die Messung zeigt aber auch das Flimmern einer künstlichen Beleuchtung.