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  • MOS管的本征增益gmro-的特征和頻率解析
    • 發布時間:2020-11-17 16:38:35
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    MOS管的本征增益gmro-的特征和頻率解析
    MOS管本征增益
    MOS管增益指的是一個電路單元的輸出電流與該單元的輸入電壓的比值。
    mos管增益由跨導來表示:
    就是一個電路單元的輸出電流與該單元的輸入電壓的比值,這個電路單元通常指放大器。
    在MOS管中,跨導的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。
    在轉移特性曲線上,跨導為曲線的斜率。單位是 S (西門子),一般用mS。
    MOS管的本征增益gmro-的特征與頻率
    柵源放大電路
    源極接地放大電路是最常用的放大電路,它最大的電壓增益是gmr.(MOS晶體管的本征增益),也就是不超越幾十倍的程度。所謂“本征”,就是說具有比ro大得多的負載電阻Rload的放大電路的電壓增益與這個負載電阻的值無關,只由MOS晶體管同有的值決議。模擬電路中,這種程度(gmro)的增益對許多電路是不夠用的。
    為了進一步進步增益必需采取某些措施:(P)使有效輸出電阻大于ro.(2)增大MOS晶體管的跨導gm.其中措施(1)用表3.1所列的基本放大電路是不可能完成的。但是,假設采用下面的柵源結構,就能夠增大有效的輸出電阻。就是說,源極銜接電阻Zs,而從漏極一側看到的Zs電阻增入了本征增益gmro倍。細致來說,將源極接地放大電路與柵極接地放大電路串接起來,從而增大了從輸出端看到的MOS晶體管的電阻。
    為了理解這個柵源放大電路的原理,往常來估量圖3.8示出的MOS晶體管源極端加電阻Zs的電路的輸出電阻。這個電路中,當輸出端電壓稍微上升時,流人輸出端的電流也稍微增加。令它們分別為Vout和id,假設以為MOS晶體管柵極-源極間電壓減少了Zsid,那么MOS晶體管的漏極輸出電阻rout就是:
    rout=gmroZs
    gm ro是MOS晶體管的本征增益。像這樣給柵極接地MOS晶體管的源極附加電阻Zs,就有MOS晶體管增益gmro倍的電壓反響到電阻上,可以以為這時漏極輸出電阻rout增大了MOS晶體管的增益gmro倍。有效應用電路的這種特性的電路叫做柵源放大電路。當然,源極銜接的電阻Zs即使用MOS晶體管的輸出電阻ro也能得到同樣的效果。圖3.9示出柵源銜接的n溝MOS晶體管與負載電阻構成的放大電路。
    MOS管本征增益
    由于放大電路的電壓增益由負載電阻決議,所以這種方式需求運用大的負載電阻Rload圖3.10示出用P溝MOS晶體管的柵源完成這個高負載電阻時的電路。輸出端的兩端分別串接P溝MOS和N溝MOS.按照圖3.8的結果,這個電路的輸出電阻比源極接地MOS晶體管的漏極電阻大了gmro倍,所以增益/Ao/也相應地增加。就是說,柵源放大電路的增益是源極接地放大電路的幾十倍,即可達到1000倍(60dB).
    MOS管本征增益
    MOS管本征增益:MOS管知識
    雙極型晶體管把輸入端電流的微小變化放大后,在輸出端輸出一個大的電流變化。雙極型晶體管的增益就定義為輸出輸入電流之比(beta)。另一種晶體管,叫做場效應管(FET),把輸入電壓的變化轉化為輸出電流的變化。分別為電流控制器件和電壓控制器件。FET的增益等于它的跨導(transconductance)gm, 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。
    MOS管本征增益
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