电子技术——MOS管的小信号模型

在上一节,我们已经学习过了MOS管的基本线性放大原理,本节我们继续深入MOS管的小信号放大,建立MOS管的小信号模型。
我们本节继续使用上节的电路,如下图所示:

DC偏置点
根据上节的知识,我们知道漏极DC电流为:
ID=12knVOV2 I_D = \frac{1}{2} k_n V_{OV}^2 ID=21knVOV2
在这里我们忽略MOS管的沟道长度调制效应( λ=0\lambda = 0λ=0 )。
输出DC电压为 VDS=VDD−RDIDV_{DS} = V_{DD}-R_DI_DVDS=VDD−RDID 。
为了保证MOS管工作在饱和区,必须使得 VDS>VOVV_{DS} > V_{OV}VDS>VOV 。因为输出信号直接叠加在 VDSV_{DS}VDS 上,漏极电压必须留出足够的余量,使得MOS工作在饱和区。
漏极的信号电流
接下来,我们考虑叠加 vgsv_{gs}vgs ,因此 vGS=VGS+vgsv_{GS} = V_{GS} + v_{gs}vGS=VGS+vgs ,这导出漏极的瞬时电流值:
iD=12kn(VGS+vgs−Vt)2=12kn(VGS−Vt)2+kn(VGS−Vt)vgs+12knvgs2 i_D = \frac{1}{2} k_n(V_{GS} + v_{gs} - V_t)^2 = \frac{1}{2} k_n(V_{GS}-V_t)^2 + k_n(V_{GS}-V_t)v_{gs} + \frac{1}{2} k_nv_{gs}^2 iD=21kn(VGS+vgs−Vt)2=21kn(VGS−Vt)2+kn(VGS−Vt)vgs+2

本文介绍了MOS管的小信号模型及其应用。包括如何建立小信号模型,互导系数的计算,信号电压增益的计算等内容。
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