Tensione di soglia del MOSFET ed effetto sul corpo

Sto cercando di simulare un amplificatore di drain comune su LTSpice che può essere utilizzato per aumentare o diminuire la tensione di ingresso di la tensione di soglia (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ o \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, a seconda della configurazione PMOS o NMOS). I terminali di massa del PMOS devono essere collegati al rail più positivo mentre il terminale NMOS bulk deve essere collegato al rail più negativo affinché i transistor funzionino in polarizzazione inversa quindi, consentendo il controllo del flusso di corrente e \ $ V_ {TH} \ $.

La mia domanda è possibile regolare la tensione di soglia variando il collegamento dei terminali di massa? O è una cattiva pratica?

Risposta

La tensione di soglia può essere aumentata se la sorgente non è collegata al terminale della carrozzeria. La tensione di soglia è

$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$

dove \ $ V_ {T0} \ $ è la tensione di soglia quando il source-to-body \ $ V_ {SB} = 0 \ $ e \ $ \ gamma \ $ e \ $ \ phi \ $ sono parametri del dispositivo. Se la sorgente NMOS è collegata a terra e lo stesso vale per il corpo, \ $ V_ {SB} = 0 \ $ e \ $ V_T \ $ è ridotto a icona (è un argomento simile per il PMOS).

Quindi, sì, è possibile regolare la tensione di soglia non collegando il corpo NMOS allalimentazione negativa e il corpo PMOS allalimentazione positiva.

Tuttavia, questo di solito non viene fatto intenzionalmente. per ridurre al minimo \ $ V_T \ $ – ad esempio, questo consentirebbe di utilizzare tensioni di alimentazione inferiori.

Leffetto body è particolarmente indesiderabile per un amplificatore di scarico comune perché abbassa il guadagno di tensione . Senza leffetto body, il guadagno di tensione senza carico di un comune amplificatore drain è

$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx 1 $$

dove lapprossimazione presume che le resistenze siano grandi. Tuttavia, con leffetto corpo il guadagno di tensione senza carico è ridotto:

$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$

Commenti

  • Hey Null , grazie per la risposta dettagliata! Una domanda, sarebbe possibile compensare in qualche modo questa riduzione del guadagno? una sorta di circuito forse? Perché ' vorrei usarlo come cambio di livello per un singolo buffer di alimentazione (sposta lingresso in alto di 0,5 V + Vin e luscita in basso di Vout-0,5 V)
  • @oreee Hai bisogno di uno spostamento di livello esattamente di \ $ 0,5 \ $ V? In caso contrario, puoi semplicemente utilizzare più fasi di drenaggio comuni in modo che lo spostamento di livello combinato sia \ $ > 0,5 \ $ V. Se hai bisogno esattamente di \ $ 0,5 \ $ V, puoi comunque utilizzare più fasi con una fase che utilizza leffetto corpo per regolare lo spostamento totale a \ $ \ circa 0,5 \ $ V.
  • @Null: I so che questa domanda è vecchia ma continuerò a farlo. Quindi, se la massa e la sorgente sono collegate insieme, leffetto del corpo non può verificarsi? Solo dove la sorgente e la massa hanno pin separati?
  • Se leghi la sorgente e la massa, la tensione della sorgente e della massa diventa zero – Questo può garantire NESSUN effetto sul corpo. Qualsiasi tipo di differenza tra i due terminali darà origine a questo fenomeno.

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