Ich versuche, einen gemeinsamen Drain-Verstärker auf LTSpice zu simulieren, mit dem die Eingangsspannung entweder nach oben oder unten verschoben werden kann die Schwellenspannung (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ oder \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, abhängig von der PMOS- oder NMOS-Konfiguration). Die Bulk-Klemmen von PMOS müssen mit dem verbunden sein Die positivste Schiene, während der NMOS-Bulk-Anschluss mit der negativsten Schiene verbunden sein muss, damit die Transistoren in Sperrrichtung arbeiten und somit den Stromfluss und \ $ V_ {TH} \ $ steuern können.
Meine Frage Ist es möglich, die Schwellenspannung durch Variieren der Verbindung der Bulk-Klemmen anzupassen? Oder ist dies eine schlechte Praxis?
Antwort
Die Schwellenspannung kann erhöht werden, wenn die Quelle nicht an den Karosserieanschluss angeschlossen ist. Die Schwellenspannung beträgt
$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$
wobei \ $ V_ {T0} \ $ die Schwellenspannung ist, wenn Die Quelle-zu-Körper \ $ V_ {SB} = 0 \ $ und \ $ \ gamma \ $ und \ $ \ phi \ $ sind Geräteparameter. Wenn die NMOS-Quelle mit Masse verbunden ist, ebenso wie der Körper, wird \ $ V_ {SB} = 0 \ $ und \ $ V_T \ $ minimiert (dies ist ein ähnliches Argument für das PMOS).
Ja, es ist also möglich, die Schwellenspannung anzupassen, indem der NMOS-Körper nicht an die negative Versorgung und der PMOS-Körper an die positive Versorgung angeschlossen wird.
Dies wird jedoch normalerweise nicht absichtlich durchgeführt Um \ $ V_T \ $ zu minimieren, können Sie beispielsweise niedrigere Versorgungsspannungen verwenden.
Der Körpereffekt ist für einen herkömmlichen Drain-Verstärker besonders unerwünscht, da er senkt die Spannungsverstärkung . Ohne den Körpereffekt beträgt die unbelastete Spannungsverstärkung eines herkömmlichen Drain-Verstärkers
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ ca. 1 $$
wobei die Näherung davon ausgeht, dass die Widerstände groß sind. Mit dem Körpereffekt ist jedoch die unbelastete Spannungsverstärkung reduziert:
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ ca. \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$
Kommentare
- Hey Null , danke für die ausführliche Antwort! Eine Frage: Wäre es möglich, diese Verringerung des Gewinns irgendwie zu kompensieren? vielleicht eine Art Schaltung? Weil ich ' dies gerne als Pegelumsetzer für einen einzelnen Versorgungspuffer verwenden möchte (Eingang um 0,5 V + Vin nach oben und Ausgang um Vout-0,5 V nach unten verschieben)
- @oreee Benötigen Sie eine Pegelverschiebung von genau \ $ 0.5 \ $ V? Wenn nicht, können Sie einfach mehrere gemeinsame Drain-Stufen verwenden, sodass die kombinierte Pegelverschiebung \ $ > 0,5 \ $ V beträgt. Wenn Sie genau \ $ 0.5 \ $ V benötigen, können Sie immer noch mehrere Stufen mit einer Stufe verwenden, die den Körpereffekt verwendet, um die Gesamtverschiebung auf \ $ \ ca. 0.5 \ $ V anzupassen.
- @Null: I. Ich weiß, dass diese Frage alt ist, aber trotzdem werde ich mich dafür entscheiden. Wenn also die Masse und die Quelle miteinander verbunden sind, kann der Körpereffekt nicht auftreten? Nur dort, wo Quelle und Masse Stifte getrennt haben?
- Wenn Sie Quelle und Masse verbinden, wird die Spannung zwischen Quelle und Masse Null – Dies kann KEINEN Körpereffekt sicherstellen. Jeder Unterschied zwischen den beiden Anschlüssen führt zu diesem Phänomen.