MOS管有源電阻知識解析|干貨要點(diǎn)都在這篇-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2020-12-15
有源電阻
MOS管的適當連接使其工作在一定狀態(tài)(飽和區或是線(xiàn)性區)，利用其直流電阻與交流電阻可以作為電路中的電阻元件使用。
MOS二極管作電阻
MOS二極管是指把MOS晶體管的柵極與漏極相互短接構成二端器件，如圖所示。
由上圖可知，MOS二極管的柵極與漏極具有同的電位，MOS管總是工作在飽和區，根據飽和薩氏方程可知其轉移特性曲線(xiàn)(漏極電流一柵源電壓間的關(guān)系曲線(xiàn))如下圖所示。
有源電阻
(1) 直流電阻
由以上兩式可以發(fā)現: MOS二極管的直流電阻與器件的尺寸相關(guān)，并且還取決于Vgs的值。
（2）交流電阻
交流電阻可以視為MOS管的輸出特性曲線(xiàn)在VDS=Vgs時(shí)的斜率，對于理想的情況，即忽略溝道調制效應時(shí)，其值為無(wú)窮大。
考慮溝道調制效應時(shí)，交流電阻是一有限值，但遠大于在該工作點(diǎn)上的直流電阻，且其值基本恒定。
1.忽略襯底偏置效應
首先根據飽和薩氏方程，可得到其電壓與電流特性:
上式說(shuō)明當流過(guò)三極管的電流確定后，MOS管的二端壓降僅與幾何尺寸有關(guān)。
再根據MOS二極管的低頻小信號模型,有: V1= V和1=V/ro+gmV。所以小信號工作時(shí)MOS二極管可近似為一個(gè)兩端電阻，其值為:
由上式可以看出:
二極管連接的MOS管的交流電阻等于其跨導的倒數,且為一非線(xiàn)性電阻。
但由于在模擬電路中一般交流信號幅度較小，因此,在直流工作點(diǎn)確定后，可以認為其值為一恒定值。
2.考慮襯底偏置效應
如果考慮體效應，如下圖(a)所示，由于襯底接地電位，則有: V1=-V，Vbs=-V,其等效電路如下圖(b)所示。
根據KCL定理，由上圖(b)可以得到:
上式即為考慮了襯底偏置效應與溝道調制效應的小信號電阻,由上式可知:在考慮襯底效應后，從M1的源端看其阻抗降低了。
MOS管的柵極接固定偏置
根據MOS管的柵極所接的固定偏置的大小不同，MOS管可工作于飽和區與三極管區。在實(shí)際應用中，根據輸出端不同，又可分為漏輸出與源輸出兩類(lèi)工作方式。
當MOS管在電路中作有源電阻時(shí),一般柵接固定電位 (接漏是一種特例)，這時(shí)根據柵電壓大小來(lái)判定MOS管的工作區域(飽和區與三極管區)，另外，輸出的端口是源端或是漏端，其呈現的阻抗也不同。
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