КСНУМКС. МОСФЕТ интегрисани кругови

МОСФЕТ Интегратед Цирцуитс

Када су МОСФЕТ транзистори произведени као део интегрисаног кола, практична разматрања захтевају две велике промене у конфигурацијама кола. Прво, велики кондензатори за спајање и премоснице који се користе у дискретним појачалима не могу се практично произвести у интегрисаним колима због мале величине. Ову ману заобилазимо тако што производимо појачала са директним везама.

Друга велика промена је у томе што не можемо лако произвести отпорнике који се користе као дио преднапонских кругова. Уместо тога, користимо активна оптерећења и струјне изворе састављене од МОС транзистора.

Интегрисана кола користе и НМОС и ПМОС коло. ЦМОС је чешћи у дигиталним круговима, док се НМОС обично користи за ИЦ-ове веће густине (тј. Више функција по чипу).

Симулирање активних оптерећења користи предност нагиба МОС карактеристичних кривуља. Слика КСНУМКС приказује два типа активних оптерећења. На слици КСНУМКС (а), приказујемо НМОС појачавајуће оптерећење, док КСНУМКС (б) показује НМОС оптерећење. На слици су приказане и релевантне карактеристичне криве.

Слика КСНУМКС - Активна оптерећења

За НМОС појачавајуће оптерећење, однос између напона и струје је дат

(29)

Еквивалентна отпорност ове конфигурације је КСНУМКС /g_m, где је вредност проводљивости она која се примењује на тачки пристраности.

Оптерећење са осиромашеним НМОС-ом има еквивалентну отпорност која се одређује нагибом карактеристике датог следећом једначином

(30)

КСНУМКС Биасинг од МОСФЕТ интегрисаних кола

Сада када имамо две технике за симулацију активних оптерећења, можемо решити проблем пристрасности. Ми користимо активно оптерећење уместо отпора оптерећења у било којој конфигурацији кола. Да бисмо показали технику за анализу ових, размотримо НМОС појачало користећи оптерећење појачања, као што је приказано на слици КСНУМКС.

Транзистор је означен Q₂ замењује R_D наших ранијих кола. Да бисмо одредили мировање радне тачке, користимо исте технике као и у Одељку 4, „Конфигурације ФЕТ појачала и пристраност“, само замењујући графичку карактеристику оптерећења појачања за линију оптерећења отпорника. Односно, треба да нађемо истовремено решење карактеристика ФЕТ транзистора са једначином за теретни вод. То можемо графички како је приказано на слици 25.

Параметарске кривуље су карактеристичне криве за појачивачки транзистор, К₁. Карактеристика напона и струје активног оптерећења, Q₂ су оне на слици КСНУМКС. Излазни напон, v_напоље, је разлика између V_DD и напон на активном оптерећењу. Струја у активном оптерећењу је иста као и струја одвода у појачавајућем транзистору. Стога конструирамо линију оптерећења тако што ћемо узети помакнуту зрцалну слику карактеристике слике КСНУМКС. Радна тачка је пресек ове криве са одговарајућом карактеристичном кривом транзистора. Морамо да нађемо напон од врата до извора да бисмо знали коју криву транзистора да изаберемо. Као што ћемо видјети, улазни напон се често замјењује активним извором струје.

Слика КСНУМКС - Графичко рјешење за К-точку

Сада када знамо како да симулирамо активно оптерећење, скрећемо пажњу на генерисање референтне струје која ће се користити као део кола за улазне пристраности. Ови струјни извори се користе на исти начин на који смо их користили за БЈТ појачало.

Слика КСНУМКС - Тренутно огледало

Ми анализирамо МОСФЕТ струја огледало. Актуелно огледало је приказано на слици КСНУМКС. Претпоставља се да су два транзистора савршено усклађена. Излазна струја је одводна струја Q₂и референтни струјни погони Q₁. Ако се транзистори савршено подударају, излазна струја ће бити тачно једнака референтној струји. То је тачно јер су транзистори повезани паралелно. Баш као што је био случај са БЈТ тренутним огледалом, референтна струја се може генерисати применом референтног напона на референтном отпору, као што је приказано на слици 26 (б).

Постављање различитих подкругова заједно (тј. Активно оптерећење и референтна струја) резултира ЦМОС појачалом на слици КСНУМКС.

Добитак овог појачала даје се помоћу

(31)

Слика КСНУМКС - ЦМОС појачало

КСНУМКС Боди Еффецт

Наша дискусија о одељку „2. Метал-оксидни полупроводник ФЕТ (МОСФЕТ) “односи се на подлогу (или тело) МОСФЕТ-а. Ова подлога игра важну улогу у успостављању канала. Током рада дискретних МОСФЕТ-ова, тело је често повезано са извором напајања. У таквим случајевима подлога нема директан утицај на рад уређаја и примењују се криве развијене раније у овом поглављу.

Ситуација се мења када се МОСФЕТ-и израђују као део интегрисаних кола. У таквим случајевима, супстрат сваког појединачног транзистора није изолован од других супстрата. Заиста, супстрат се често дели између свих МОСФЕТ-ова на чипу. У ПМОС ИЦ, заједнички супстрат ће бити спојен на већину позитивних извора терминала, док је у НМОС-у спојен на тло (или на негативан извор ако је присутан). Тиме се успоставља обрнута пристрасност између извора и тела сваког транзистора. Ефекат овог обрнутог одступања је промена радних карактеристика. На пример, у n-канални уређај, ефективно подиже праг (V_T). Износ којим се праг мијења овиси о физичким параметрима и конструкцији уређаја. За НМОС, ова промена се може апроксимирати са

(32)

У једначини (КСНУМКС), γ је параметар уређаја који варира између КСНУМКС и КСНУМКС (В)^{-КСНУМКС/КСНУМКС}). V_SB је напон од извора до тела, а је Ферми потенцијал. Ово је својство материјала, а типична вриједност је КСНУМКС В за силицијум.

ПРЕВИОУС- КСНУМКС. ФЕТ Амплифиер Цонфигуратионс анд Биасинг

НЕКСТ- КСНУМКС. Поређење МОСФЕТ-а и ЈФЕТ-а