Jeg prøver å simulere en vanlig avløpsforsterker på LTSpice som kan brukes til å skifte inngangsspenningen enten opp eller ned ved terskelspenningen (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ eller \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, avhengig av PMOS- eller NMOS-konfigurasjon). Bulkterminalene til PMOS må være koblet til mest positive skinne mens NMOS bulk terminal må være koblet til den mest negative skinnen for at transistorene skal fungere i omvendt skjevhet, slik at du kan kontrollere strømmen og \ $ V_ {TH} \ $.
Mitt spørsmål er det mulig å justere terskelspenningen ved å variere tilkoblingen av bulkterminalene? Eller er dette en dårlig praksis?
Svar
Terskelspenningen kan økes hvis kilden ikke er koblet til kroppsterminalen. Terskelspenningen er
$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$
hvor \ $ V_ {T0} \ $ er terskelspenningen når kilden til kroppen \ $ V_ {SB} = 0 \ $, og \ $ \ gamma \ $ og \ $ \ phi \ $ er enhetsparametere. Hvis NMOS-kilden er koblet til bakken og det samme er kroppen, minimeres \ $ V_ {SB} = 0 \ $ og \ $ V_T \ $ (det er et lignende argument for PMOS).
Så ja, det er mulig å justere terskelspenningen ved ikke å koble NMOS-kroppen til den negative forsyningen og PMOS-kroppen til den positive forsyningen.
Dette gjøres imidlertid vanligvis ikke med vilje. for å minimere \ $ V_T \ $ – for eksempel vil dette tillate deg å bruke lavere forsyningsspenninger.
Kroppseffekten er spesielt uønsket for en vanlig avløpsforsterker fordi den senker spenningsforsterkningen . Uten kroppseffekten er den ubelastede spenningsforsterkningen til en vanlig avløpsforsterker
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ ca 1 $$
der tilnærmingen antar at motstandene er store. Imidlertid, med kroppseffekten er den ulastede spenningsforsterkningen redusert:
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$
Kommentarer
- Hei null , takk for detaljert svar! Et spørsmål, ville det være mulig å kompensere for denne reduksjonen av gevinst på en eller annen måte? en slags krets kanskje? Fordi jeg ' vil bruke dette som en nivåskifter for en enkelt forsyningsbuffer (skift inngang opp med 0,5 v + Vin og utgang ned av Vout-0,5 v)
- @oreee Trenger du et nivåforskyvning på nøyaktig \ $ 0.5 \ $ V? Hvis ikke, kan du bare bruke flere vanlige avløpstrinn slik at det kombinerte nivåskiftet er \ $ > 0.5 \ $ V. Hvis du trenger nøyaktig \ $ 0.5 \ $ V, kan du fremdeles bruke flere trinn med ett trinn som bruker kroppseffekten til å justere totalforskyvningen til \ $ \ ca. 0,5 \ $ V.
- @Null: I vet at dette spørsmålet er gammelt, men terskel jeg vil gå for det. Så hvis hovedparten og kilden er koblet sammen, kan ikke kroppseffekten oppstå? Bare hvor kilde og bulk har skilt pinner?
- Hvis du binder kilde og bulk, blir kilde-bulk-spenningen null – Dette kan sikre INGEN kroppseffekt. Enhver form for forskjell mellom de to terminalene vil gi opphav til dette fenomenet.