MOS管的本征增益gmro-的特征與頻率解析-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2020-10-13
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(dǎo)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(dǎo)的大小反映了柵源電壓對漏極電流的控制作用。
在轉(zhuǎn)移特性曲線上，跨導(dǎo)為曲線的斜率。單位是 S （西門子），一般用mS。
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(fù)載電阻Rload的放大電路的電壓增益與這個負(fù)載電阻的值無關(guān)，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(jìn)一步進(jìn)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(dǎo)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(shè)采用下面的柵源結(jié)構(gòu)，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(cè)看到的Zs電阻增入了本征增益gmro倍。細(xì)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(dāng)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(shè)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(yīng)用電路的這種特性的電路叫做柵源放大電路。當(dāng)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(fù)載電阻構(gòu)成的放大電路。
由于放大電路的電壓增益由負(fù)載電阻決議，所以這種方式需求運(yùn)用大的負(fù)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(fù)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(jié)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(yīng)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(dá)到1000倍（60dB).
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(yīng)管（FET），把輸入電壓的變化轉(zhuǎn)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(dǎo)(transconductance)gm， 定義為輸出電流的變化和輸入電壓變化之比。
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