NMOS放大器电路模型详解(三)

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
在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
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
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:
fig. 1
2、沟道长度修正电路模型
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:
fig. 2
fig. 3
举例:
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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