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NMOS放大器电路模型详解(三)

时间:2023-06-09 11:26来源:未知 作者:admin 点击:
期我们介绍了NMOS当作为 放大器 时的等效电路是什么?包括大 信号 模型和小信号模型,模型中当V_DS>V_GS-V_TH时,我们把NMOS当成一个理想的压控 电流 源,实际上由于沟道长度的变化会随

期我们介绍了NMOS当作为放大器时的等效电路是什么?包括大信号模型和小信号模型,模型中当V_DS>V_GS-V_TH时,我们把NMOS当成一个理想的压控电流源,实际上由于沟道长度的变化会随着V_DS略微改变,如果考虑这个因素就需要沟道长度修正模型

本期内容

沟道长度修正原理回顾

沟道长度修正电路模型

1、沟道长度修正原理回顾

MOSFET理解与应用:Lec 4—MOS管工作在哪个区,看这个你就懂了中我们讲过,当V_DS>V_GS-V_TH时,沟道中出现夹断效应,沟道的长度对略微减小。很多场景我们可以忽略这个长度的变化,但是当精度要求比较高的时候,我们就需要把沟道长度的变化考虑进来。看下面式子

pYYBAGPts6aAO05dAAAO24Br7-E159.jpg

因为沟道的有效长度L会随着V_DS的增大而略微减小,所以I_D会随着V_DS的增大而略微增大。我们可以用下面式子来表示I_D

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这里如果不考虑沟道长度变化,V_A为无穷大,考虑沟道长度变化时,V_A为有限值。I_D随V_DS的变化的伏安特性曲线为:

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Fig. 1

2、沟道长度修正电路模型

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其中,r_0为GS两端的等效电阻,等于V_A除以流过MOS管沟道的总电流,从表达式可以看成通过MOS管的电流越大,等效的电阻就越小,对MOS管的影响就越大(理想压控电流源r_0为无穷大)。更新我们的大信号模型和小信号模型为:

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Fig. 2

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Fig. 3

举例:

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总结,通过大信号模型工作状态V_GS,V_DS计算出来,判断MOS管是否工作在饱和区,然后将g_m和r_0计算出来带入到小信号模型中,计算放大倍数,输入输出阻抗等参数。到此为止,MOS管的放大电路模型将介绍完了,从下期开始详细介绍具体的放大电路。

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