Jeg prøver at simulere en fælles afløbsforstærker på LTSpice, som kan bruges til at skifte indgangsspændingen enten op eller ned ved tærskelspændingen (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ eller \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, afhængigt af PMOS- eller NMOS-konfiguration). Bulkterminalerne på PMOS skal være forbundet til mest positive skinne, mens NMOS bulk terminal skal være forbundet til den mest negative skinne for at transistorer skal arbejde i omvendt bias, hvilket muliggør kontrol af strømflow og \ $ V_ {TH} \ $.
Mit spørgsmål er, ville det være muligt at justere tærskelspændingen ved at variere forbindelsen mellem bulkterminalerne? Eller er dette en dårlig praksis?
Svar
Tærskelspændingen kan øges, hvis kilden ikke er tilsluttet kropsterminalen. Tærskelspændingen er
$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$
hvor \ $ V_ {T0} \ $ er tærskelspændingen, når kilden til kroppen \ $ V_ {SB} = 0 \ $ og \ $ \ gamma \ $ og \ $ \ phi \ $ er enhedsparametre. Hvis NMOS-kilden er forbundet til jorden, og kroppen er det, minimeres \ $ V_ {SB} = 0 \ $ og \ $ V_T \ $ (det er et lignende argument for PMOS).
Så ja, det er muligt at justere tærskelspændingen ved ikke at forbinde NMOS-kroppen til den negative forsyning og PMOS-kroppen til den positive forsyning.
Dette gøres dog normalt ikke med vilje. Du vil typisk have for at minimere \ $ V_T \ $ – for eksempel vil dette give dig mulighed for at bruge lavere forsyningsspændinger.
Kroppseffekten er især uønsket for en almindelig afløbsforstærker, fordi den sænker spændingsforstærkningen . Uden kroppseffekten er den ubelastede spændingsforstærkning af en fælles afløbsforstærker
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ ca. 1 $$
hvor tilnærmelsen antager, at modstandene er store. Med kropseffekten er den ubelastede spændingsforstærkning dog reduceret:
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$
Kommentarer
- Hey Null , tak for det detaljerede svar! Et spørgsmål, ville det være muligt at kompensere for denne reduktion af gevinsten på en eller anden måde? en slags kredsløb måske? Fordi jeg ' gerne vil bruge dette som niveauskifter til en enkelt forsyningsbuffer (skift input op med 0,5 v + Vin og output ned med Vout-0,5 v)
- @oreee Har du brug for et niveauskift på nøjagtigt \ $ 0.5 \ $ V? Hvis ikke, kan du bare bruge flere almindelige afløbstrin, så det kombinerede niveauskift er \ $ > 0.5 \ $ V. Hvis du har brug for nøjagtigt \ $ 0.5 \ $ V, kan du stadig bruge flere trin med et trin, der bruger kropseffekten til at justere det samlede skift til \ $ \ ca. 0,5 \ $ V.
- @Null: I ved dette spørgsmål er gammelt, men karm vil jeg gå efter det. Så hvis hovedparten og kilden er forbundet sammen, kan kropseffekten ikke forekomme? Kun hvor kilde og bulk har adskilt stifter?
- Hvis du binder kilden og bulk, bliver kilde-bulk-spændingen nul – Dette kan sikre INGEN kropseffekt. Enhver forskel mellem de to terminaler vil give anledning til dette fænomen.