CMOS模拟电路基础.doc

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1、lCmos模拟电路基础(一)写这个文章的H的是为了这段时间的学习作个笔记，同吋激励自己继续下去。1,NMOS管的V・I特性非饱和区的I・V特性。(0vVdsvVgs-Vtn)Vd=uE其屮，u为电子迁移率，E=V/1,为导体内的场强。Ids=0.5*K*(W/L)*[2*(Vgs一Vtn)*Vds-Vds*exp2]其屮，K为器件的跨导系数，K=u*Cox=(u*eO*eox)/tox用表示器件的増益系数，Bn=K*(W/L)饱和区的I-V特性。(0vVgs・Vtn

2、动。此时，沟道两端电压保持为(Vgs-Vtn),而Vds的增加部分落在夹断耗尽区内，Ids几乎不变。如果夹断耗尽区的长度远小于L,忽略沟道长度的缩短，用Vgs-Vtn=Vds带入得到饱和区的电流表达式为Ids=0.5*K*(W/L)*f(Vgs一Vtn)*exp21但是，当考虑沟道长度调制效应时，lCmos模拟电路基础(一)写这个文章的H的是为了这段时间的学习作个笔记，同吋激励自己继续下去。1,NMOS管的V・I特性非饱和区的I・V特性。(0vVdsvVgs-Vtn)Vd=uE其屮，u为电子迁移率，E=V/1,为导体内的场强。Ids=0.5*K*(W/L)*[2*(Vgs一Vtn)*

3、Vds-Vds*exp2]其屮，K为器件的跨导系数，K=u*Cox=(u*eO*eox)/tox用表示器件的増益系数，Bn=K*(W/L)饱和区的I-V特性。(0vVgs・Vtn

4、应时，Ids=0.5*K*(W/L)*[(Vgs一Vtn)*exp21*(1+入*Vds)试验证明，入是沟道长度的线性函数。截止区(Vgs-Vtn<=0)Ids=0.PMOS管的V・I特性，它的偏压与极性与NMOS相反。但是，由于电子的迁移率与空穴的迁移率不等,前者是后者的2~3倍，因此，Kn=(2.0~3.0)Kp1,MOS管的小信号模型输入信号的幅度一般与电源电压相比很小，它在直流偏置工作点附近变化，可以近似认为器件工作在线性区间。大信号可以确定器件的直流工作点，小信号可以用来设计器件和电路的性能。对于在饱和区工作的mos,gm=K*(W/L)*(Vgs一Vtn)*(1+入*Vd

5、s)其中,gm是栅跨导gds=1/rds=(Ids*X)/(1+X*Vds)=XIds其屮，rds是mos管的输出电阻。由该式可见，通过减小入和减小Ids可以达到提高输出电阻的H的。而要减小入，必须增大L2,CMOS电路的基本模块MOS开关开关导通吋，Vds很小，Vgs很大，即MOS管处于非饱和区。Id=K*W/L*(Vgs-Vt)*Vds其屮，0

6、S管屮，为保证开关接通，栅电压必须远大于源极或漏极电压。否则，如果Vgs=Vdd,且开关一端电压也为Vdd,则另外一端只能得到Vdd-Vt的电压。因为在导通过程中，Vgs在减小，当Vgs二Vt,管子便截止了。有源电阻：在集成电路屮，MOS管的有源电阻常用来代替扩散电阻或polysilide,或得直流电阻或小信号交流电阻，以便节省芯片面积。将mos管的栅极和漏极连接起来，就构成了有源电阻。Vgs=Vds,此时，只要Vds>Vt,显然MOS管工作在饱和区。I=Id=k*W/(2*L)*(Vgs-Vt)exp2V=Vgs=Vds=Vt+(2*Id*L/K*W)exp(0.5)mos管的栅极

7、和漏极连接起来意味着用Vds控制Id,因此，沟道跨导变成了沟道电导，其小信号电导用g表示g=K*W/L*(V-Vt)no©有源电阻nJ"以作为有源屯阻的分丿七器,Uout有时用两个有源电阻出联代替一个电阻，是为了节省栅极而积。电流阱和电流源电流阱和电流源都是两端九件。在理想情况下，他们的电流值与加在两端的电爪无关，始终保持为常数。它们常被用来作为各级放大的偏置元件和有源负载，以提供稳定的工作电流和较人的动态电阻。电流阱对负载提供拉电流或吸收电流，其端电压只