MOS管的本征增益gmro-的特征与频率解析-KIA MOS管

MOS管本征增益

MOS管增益指的是一个电路单元的输出电流与该单元的输入电压的比值。

mos管增益由跨导来表示：

就是一个电路单元的输出电流与该单元的输入电压的比值，这个电路单元通常指放大器。

在MOS管中，跨导的大小反映了栅源电压对漏极电流的控制作用。

在转移特性曲线上，跨导为曲线的斜率。单位是 S （西门子），一般用mS。

MOS管的本征增益gmro-的特征与频率

栅源放大电路

源极接地放大电路是最常用的放大电路，它最大的电压增益是gmr.(MOS晶体管的本征增益），也就是不超越几十倍的程度。所谓“本征”，就是说具有比ro大得多的负载电阻Rload的放大电路的电压增益与这个负载电阻的值无关，只由MOS晶体管同有的值决议。模拟电路中，这种程度（gmro)的增益对许多电路是不够用的。

为了进一步进步增益必需采取某些措施：（P)使有效输出电阻大于ro.(2)增大MOS晶体管的跨导gm.其中措施（1)用表3.1所列的基本放大电路是不可能完成的。但是，假设采用下面的栅源结构，就能够增大有效的输出电阻。就是说，源极衔接电阻Zs,而从漏极一侧看到的Zs电阻增入了本征增益gmro倍。细致来说，将源极接地放大电路与栅极接地放大电路串接起来，从而增大了从输出端看到的MOS晶体管的电阻。

为了理解这个栅源放大电路的原理，往常来估量图3.8示出的MOS晶体管源极端加电阻Zs的电路的输出电阻。这个电路中，当输出端电压稍微上升时，流人输出端的电流也稍微增加。令它们分别为Vout和id,假设以为MOS晶体管栅极－源极间电压减少了Zsid,那么MOS晶体管的漏极输出电阻rout就是：

rout=gmroZs

gm ro是MOS晶体管的本征增益。像这样给栅极接地MOS晶体管的源极附加电阻Zs,就有MOS晶体管增益gmro倍的电压反响到电阻上，可以以为这时漏极输出电阻rout增大了MOS晶体管的增益gmro倍。有效应用电路的这种特性的电路叫做栅源放大电路。当然，源极衔接的电阻Zs即使用MOS晶体管的输出电阻ro也能得到同样的效果。图3.9示出栅源衔接的n沟MOS晶体管与负载电阻构成的放大电路。

MOS管本征增益

由于放大电路的电压增益由负载电阻决议，所以这种方式需求运用大的负载电阻Rload图3.10示出用P沟MOS晶体管的栅源完成这个高负载电阻时的电路。输出端的两端分别串接P沟MOS和N沟MOS.按照图3.8的结果，这个电路的输出电阻比源极接地MOS晶体管的漏极电阻大了gmro倍，所以增益/Ao/也相应地增加。就是说，栅源放大电路的增益是源极接地放大电路的几十倍，即可达到1000倍（60dB).

MOS管本征增益

MOS管本征增益：MOS管知识

双极型晶体管把输入端电流的微小变化放大后，在输出端输出一个大的电流变化。双极型晶体管的增益就定义为输出输入电流之比（beta）。另一种晶体管，叫做场效应管（FET），把输入电压的变化转化为输出电流的变化。分别为电流控制器件和电压控制器件。FET的增益等于它的跨导(transconductance)gm，定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。

MOS管本征增益