【分享】共源級MOS管飽和區小信號增益理解-KIAMOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2022-05-25
作為放大器，其最重要的功能就是在大信號的支持下且保證一定精度時(shí)強調對小信號的增益。本文介紹一個(gè)公式（未必完全通用，但一定滿(mǎn)足本文介紹的四種放大器）并加以驗證來(lái)加深對于小信號增益的理解。
通用公式
首先我們知道，對于一個(gè)MOS管而言，其本征增益為Avs=?gm?ro，其中，gm,ro分別為MOS管本身的跨導和溝道電阻（自身輸出電阻）。對于小信號而言，負載電阻一定與空載電阻并聯(lián)，以至于帶載電阻一定不大于空載電阻。
這就導致了一個(gè)必然結果，任何共源級電路的小信號的增益一定不大于MOS管的本征增益，且僅當負載的電阻為∞時(shí)，空載輸出電阻與帶載輸出電阻相同，才能達到本征增益。
左圖中我們可以看到NMOS無(wú)體效應，且以電阻為負載，右圖是該電路的小信號電路，考慮了溝長(cháng)調制效應。
我們可以看到，該電路中空載輸出電阻是ro，帶了負載RD時(shí)，輸出電阻為RD//ro，故該電路的小信號增益為
3、二極管連接MOS管為負載
二極管連接的MOS管的優(yōu)勢是小信號的增益的高線(xiàn)性度，
在我們忽略掉溝道電阻之后
由于體跨導是輸出電壓的函數，故而為信號增益帶來(lái)了非線(xiàn)性。一般用二極管連接的PMOS負載來(lái)消除體效應。
4、帶源級負反饋的共源級
改善增益非線(xiàn)性的另一種方法就是提供源級負反饋電阻，從公式的角度來(lái)看，加入負反饋，并不影響電路的負載電阻，但同時(shí)影響了空載電阻和總電阻。上圖中忽略了體效應和溝長(cháng)調制效應。在計算中，我們自行添加。對于輸出電阻的計算方法在此不再贅述。
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