模拟IC设计-MOS管2

一、MOS管的跨导gm:

其定义为,单位栅压变化下漏极电流的变化。即,Vgs对Id的控制能力,或衡量MOS管放大能力的最重要的物理量。


其公式为:

MOS管工作在不同区状态时,gm不同:


二、MOS管的体效应:

1.如何消除体效应?

将源极和衬底短接,即Vsb=0。

2.体效应的利弊?

(1)体效应会导致设计参量复杂化

(2)利用体效应进行低压电源电路设计(Vsb<0,可以减小Vth)


三、沟道长度调制效应

推导过程:

沟道长度调制效应的影响:

引起饱和区有限斜率的存在(降低放大器的输出电阻,导致偏置电流变化)


如何降低沟道长度调制效应?

短沟道器件会让沟道长度调制效应明显,采用长沟道器件可以降低沟道长度调制效应。


四、小信号模型

(1)信号相对于偏置工作点而言比较小,不会显著影响偏置工作点时用该模型简化计算

(2)由gm,gmb,ro等构成低频小信号模型,高频时还需加上Cgs 等寄生电容,寄生电阻(接触电阻,导电层电阻等)


1.电流公式推导

2.输出阻抗推导

由推导结果可知:

同比例增加W和L,可以在保持Id不变的情况下,增大输出阻抗

但是,会增加版图面积和寄生电容,影响频率特性。


完整的小信号模型:

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