Próbuję zasymulować wspólny wzmacniacz drenowy na LTSpice, który może być użyty do podniesienia lub zmniejszenia napięcia wejściowego o napięcie progowe (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ lub \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, w zależności od konfiguracji PMOS lub NMOS). Zaciski zbiorcze PMOS muszą być podłączone do najbardziej dodatnia szyna, podczas gdy masowy terminal NMOS musi być podłączony do najbardziej ujemnej szyny, aby tranzystory działały w odwrotnym polaryzacji, co pozwala na kontrolę przepływu prądu i \ $ V_ {TH} \ $.
Moje pytanie czy byłoby możliwe dostosowanie napięcia progowego poprzez zmianę połączeń zacisków zbiorczych? A może jest to zła praktyka?
Odpowiedź
Napięcie progowe można zwiększyć, jeśli źródło nie jest podłączone do zacisku korpusu. Napięcie progowe wynosi
$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$
gdzie \ $ V_ {T0} \ $ jest napięciem progowym, gdy źródło-ciało \ $ V_ {SB} = 0 \ $ oraz \ $ \ gamma \ $ i \ $ \ phi \ $ to parametry urządzenia. Jeśli źródło NMOS jest podłączone do masy, tak samo jak ciało, wtedy \ $ V_ {SB} = 0 \ $ i \ $ V_T \ $ są zminimalizowane (jest to podobny argument dla PMOS).
Więc tak, możliwe jest dostosowanie napięcia progowego, nie podłączając korpusu NMOS do ujemnego źródła, a korpusu PMOS do zasilania dodatniego.
Jednak zwykle nie jest to robione celowo. aby zminimalizować \ $ V_T \ $ – na przykład pozwoliłoby to na użycie niższych napięć zasilania.
Efekt ciała jest szczególnie niepożądany w przypadku zwykłego wzmacniacza drenowego, ponieważ obniża przyrost napięcia . Bez wpływu ciała na nieobciążone wzmocnienie napięcia wspólnego wzmacniacza drenowego wynosi
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ około 1 $$
gdzie w przybliżeniu zakłada się, że rezystancje są duże. Jednak z efektem ciała nieobciążone wzmocnienie napięcia jest zredukowany:
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ ok \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$
Komentarze
- Hej Null dzięki za szczegółową odpowiedź! Jedno pytanie, czy dałoby się jakoś skompensować tę redukcję zysku? może jakiś obwód? Ponieważ ' chciałbym użyć tego jako przełącznika poziomu dla pojedynczego bufora zasilania (przesunięcie wejścia w górę o 0,5 v + Vin i wyjście w dół o Vout-0,5 v)
- @oreee Czy potrzebujesz przesunięcia poziomu dokładnie o \ $ 0,5 \ $ V? Jeśli nie, możesz po prostu użyć wielu wspólnych etapów spustu, tak aby połączone przesunięcie poziomu wyniosło \ $ > 0,5 \ $ V. Jeśli potrzebujesz dokładnie \ $ 0,5 \ $ V, możesz nadal używać wielu etapów z jednym etapem, który wykorzystuje efekt ciała, aby dostosować całkowite przesunięcie do \ $ \ około 0,5 \ $ V.
- @Null: I Wiem, że to pytanie jest stare, ale ja się na to zdecyduję. Więc jeśli masa i źródło są ze sobą połączone, to efekt ciała nie może wystąpić? Tylko tam, gdzie źródło i masa mają oddzielne szpilki?
- Jeśli połączysz źródło i masę, napięcie źródła-masy osiągnie zero – to może zapewnić brak efektu ciała. Każda różnica między dwoma terminalami spowoduje to zjawisko.