MOSFET理解與應用:Lec 8—放大器電路模型III

2020-12-05 百家號

上期我們介紹了NMOS當作為放大器時的等效電路是什麼?包括大信號模型和小信號模型,模型中當V_DS>V_GS-V_TH時,我們把NMOS當成一個理想的壓控電流源,實際上由於溝道長度的變化會隨著V_DS略微改變,如果考慮這個因素就需要溝道長度修正模型

本期內容

溝道長度修正原理回顧溝道長度修正電路模型——————————————————————————————————

1、溝道長度修正原理回顧

MOSFET理解與應用:Lec 4—MOS管工作在哪個區,看這個你就懂了中我們講過,當V_DS>V_GS-V_TH時,溝道中出現夾斷效應,溝道的長度對略微減小。很多場景我們可以忽略這個長度的變化,但是當精度要求比較高的時候,我們就需要把溝道長度的變化考慮進來。看下面式子

因為溝道的有效長度L會隨著V_DS的增大而略微減小,所以I_D會隨著V_DS的增大而略微增大。我們可以用下面式子來表示I_D

這裡如果不考慮溝道長度變化,V_A為無窮大,考慮溝道長度變化時,V_A為有限值。I_D隨V_DS的變化的伏安特性曲線為:

Fig. 1

2、溝道長度修正電路模型

其中,r_0為GS兩端的等效電阻,等於V_A除以流過MOS管溝道的總電流,從表達式可以看成通過MOS管的電流越大,等效的電阻就越小,對MOS管的影響就越大(理想壓控電流源r_0為無窮大)。更新我們的大信號模型和小信號模型為:

Fig. 2
Fig. 3

舉例:

總結,通過大信號模型工作狀態V_GS,V_DS計算出來,判斷MOS管是否工作在飽和區,然後將g_m和r_0計算出來帶入到小信號模型中,計算放大倍數,輸入輸出阻抗等參數。到此為止,MOS管的放大電路模型將介紹完了,從下期開始詳細介紹具體的放大電路。

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往期連接:

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