mos器件物理--mos管交流小信號模型（ppt49）-經(jīng)營管理-全文預覽
【正文】 VGS趨于 0，積累層消失，當 VGS略大于 0時，在柵氧下產(chǎn)生了耗盡層，總電容最小。 ? 如果一個 NMOS管的源、漏、襯底都接地而柵電壓接正電壓，當 VG上升并達到 Vth時在多晶硅下的襯底表面將開始出現(xiàn)一反型層。 ? 電壓系數(shù)為 100ppm/V，溫度系數(shù) 100ppm/℃ 。 15%。 ? 這是一種與電壓相關的電容，電壓系數(shù)為 25ppm/V。 ? 在小電容時，起主導作用的是邊緣效應誤差，而大電容時主要取決于氧化層誤差。 無源器件－電容 ? 在 MOS模擬集成電路中，電容也是一個不可或缺的元件，由于其易于與 MOS器件相匹配，且制造較易，匹配精度比電阻好，所以得到了較廣泛的應用。 金 屬p場 氧多 晶 硅 Ⅰ 或 Ⅱ汽 相 淀 積 氧 化無源器件－薄膜電阻 ? NMOS和 CMOS的金屬柵與硅柵工藝，需要額外的工藝步驟，通過濺射方法把 NiCr、 CrSi或鉬按一定比例成分淀積在硅片的絕緣層上實現(xiàn)。制作大電阻時，可另外再加上一次光刻，用離子注入較小劑量來實現(xiàn)，其阻值可達 10千歐 /方塊。 ? 但離子注入與襯底間所形成的 pn結存在不同的反偏時，耗盡層寬度不同，因此導電層內的載流子流量會發(fā)生變化，所以電阻的線性度不理想，電壓系數(shù)高，并且由于氧化層表面電荷的影響，導電層表面的載流子濃度也不穩(wěn)定，因此大電阻的精度受一定的限制。 n +p金 屬熱 氧 化 層p + p +n無源器件－注入電阻 ? NMOS和 CMOS金屬柵與硅柵工藝。 ? 由于阱的擴散深度及其引起的橫向擴散約有 5至 10微米，使電阻條不可能做得很窄。 20%，溫度系數(shù)為 500~1500ppm/℃ ，電壓系數(shù)為100~500ppm/V，所以不能用作精密電阻。 ? 在電阻設計時還需注意相對于襯底的寄生電容可能把一些高頻噪聲通過電阻疊加在有用信號上，所以在設計時對一些特殊電阻必須加電屏蔽（如阱接地，采用多晶電阻或雙多晶結構）。 無源器件 電阻 ? 電阻是模擬電路的最基本的元件，在集成電路中有多種設計和制造方法，并有無源電阻與有源電阻之分。 有源電阻 1）漏輸出，源極交流接地 ? VGS是固定的，當 MOS管的漏源電壓大于柵極的過驅動電壓時， MOS管工作于飽和區(qū)，忽略溝道調制效應時，其阻值為無窮大，但實際阻值應考慮溝道調制效應，可用飽和薩氏方程求出： ? 而當漏源電壓小于柵極過驅動電壓時， MOS管工作于三極管區(qū)，此時的等效輸出電阻為： Do Ir ?1?)(21thGSNo VVKr ??有源電阻 2）源輸出，漏極交流接地 ? 此時柵源電壓隨輸出電壓變化，當 MOS管工作于飽和區(qū)時，其輸出電阻為 1/gm；而當 MOS管工作于三極管區(qū)時，其輸出電阻值為： 式中的 gm為器件跨導，而 gd則為器件導納。 mom grgIV 1)1(/ ??有源電阻 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。 有源電阻 1）忽略襯底偏置效應 ? 首先根據(jù)飽和薩氏方程，可得到其電壓與電流特性： ? 則有： ? 上式說明當流過三極管的電流確定后， MOS管的二端壓降僅與幾何尺寸有關 。 IgmV1+V1V+ro有源電阻 ? 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(qū)，根據(jù)飽和薩氏方程可知其轉移特性曲線（漏極電流－柵源電壓間的關系曲線）如下圖所示。 MOS管交流小信號模型 ? 不同工作狀態(tài)（截止、飽和、線性）時 MOS管的分布電容值不同，因此若進行詳細的計算比較困難，但可以通過軟件模擬進行分析。 ? 實際的模擬集成電路中 MOS管存在著二階效應，而由于溝道調制效應等效于漏源之間的電阻 ro；而襯底偏置效應則體現(xiàn)為背柵效應，即可用漏源之間的等效壓控電流源 gmbVBS表示，因此 MOS管在飽和時的小信號等效模型如圖 (b)所示。 MOS器件物理 MOS管交流小信號模型 MOS管低頻小信號模型 ? 小信號是指對偏置的影響非常小的信號。 MOS管交流小信號模型 ? 其中（ a）為理想的小信號模型。即在考慮高頻交流小信號工作時必須考慮 MOS管的分布電容對電路性的影響， ? 所以 MOS管的高頻小信號等效電路可以在其低頻小信號等效電路的基礎上加入 MOS管的級間電容實現(xiàn)，如圖所示。 ? 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。 ? 考慮溝道調制效應時，交流電阻是一有限值，但遠大于在該工作點上的直流電阻，且其值基本恒定。 ? 但由于在模擬電路中一般交流信號幅度較小，因此，在直流工作點確定后，
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