分析一下模拟集成电路MOS等效输入阻抗,nice!
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在这篇文章中,小编将分析一下模拟集成电路MOS等效输入阻抗。如果你对本文即将要讲解的内容存在一定兴趣,不妨继续往下阅读哦。
一、输入阻抗
输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题)。
二、分析一下模拟集成电路MOS等效输入阻抗
在模拟集成电路设计中,正确地分析等效输入阻抗可以大大降低电路的复杂程度。
其中正确分析MOS等效输入阻抗是最常用、最重要的一部分,熟练掌握结论后可以直接应用于复杂电路的分析。
1.MOS线性区等效电阻
当VDS>0时,MOS的沟道将产生从D指向S的横向电位梯度以及电流,并且随着VDS增大而增大。
ID与VDS呈线性变化,MOS相当于一个线性电阻。MOS在不同的VGS,其等效电阻也不同。
NMOS线性区
线性区MOS等效电阻由下式给出:
2.MOS源极视入阻抗
源极视入阻抗顾名思义即从MOS源极看进去的等效电阻。考虑带负载电阻的情况,分析MOS源极视入阻抗的等效模型由下图所示:
MOS源极视入阻抗等效模型
根据基尔霍夫电压定律:
化简后得到MOS源极视入阻抗:
当没有负载电阻时,MOS源极视入阻抗变为:
3.MOS漏极视入阻抗
利用与MOS源极视入阻抗相似的分析方式,先假设M1的等效电阻为ro1,画出下图的等效模型:
MOS漏极视入阻抗等效模型
根据基尔霍夫电压定律:
化简后得到MOS漏极视入阻抗:
当没有M1时,MOS漏极视入阻抗就是ro2。也就是说,一个MOS从漏极看进去的等效电阻就是与沟道长度调制效应有关的输出电阻。这正好验证了M1等效电阻为ro1的假设是成立的。
熟练掌握以上结论之后可以试着找一些较复杂的电路,先试着能否直接看出某一结点的视入阻抗,再用等效电路的方法验证直接看出来的视入阻抗是否正确。
以上便是小编此次想要和大家共同分享的有关MOS等效输入阻抗的内容,如果你对本文内容感到满意,不妨持续关注我们网站哟。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!