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解析“MOS管的本征增益gmro”的特征和頻率

信息來源:本站 日期:2017-08-21 

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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—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

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
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