Jag försöker simulera en gemensam dräneringsförstärkare på LTSpice som kan användas för att förskjuta ingångsspänningen antingen uppåt eller nedåt med tröskelspänningen (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ eller \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, beroende på PMOS- eller NMOS-konfiguration). PMOS: s bulkterminaler måste anslutas till mest positiva skenan medan NMOS-bulkterminalen måste vara ansluten till den mest negativa skenan för att transistorerna ska fungera i omvänd förspänning, vilket möjliggör kontroll av strömflödet och \ $ V_ {TH} \ $.
Min fråga är, skulle det vara möjligt att justera tröskelspänningen genom att variera anslutningen av bulkterminalerna? Eller är det dåligt?
Svar
Tröskelspänningen kan ökas om källan inte är ansluten till kroppsterminalen. Tröskelspänningen är
$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$
där \ $ V_ {T0} \ $ är tröskelspänningen när käll-till-kropp \ $ V_ {SB} = 0 \ $ och \ $ \ gamma \ $ och \ $ \ phi \ $ är enhetsparametrar. Om NMOS-källan är ansluten till marken och så är kroppen så minimeras \ $ V_ {SB} = 0 \ $ och \ $ V_T \ $ (det är ett liknande argument för PMOS).
Så ja, det är möjligt att justera tröskelspänningen genom att inte ansluta NMOS-kroppen till den negativa matningen och PMOS-kroppen till den positiva matningen.
Detta görs vanligtvis inte avsiktligt. Du vill vanligtvis för att minimera \ $ V_T \ $ – till exempel så skulle du kunna använda lägre matningsspänningar.
Kroppseffekten är särskilt oönskad för en vanlig dräneringsförstärkare eftersom den sänker spänningsförstärkningen . Utan kroppseffekten är den olastade spänningsförstärkningen för en vanlig avloppsförstärkare
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx 1 $$
där approximationen förutsätter att motstånden är stora. Med kroppseffekten är dock den olastade spänningsförstärkningen reducerad:
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$
Kommentarer
- Hej noll , tack för det detaljerade svaret! En fråga, skulle det vara möjligt att kompensera för denna minskning av vinsten på något sätt? någon form av kretsar kanske? Eftersom jag ' vill använda det här som en nivåförskjutare för en enda matningsbuffert (skiftingång upp med 0,5v + Vin och utgång ned med Vout-0,5v)
- @oreee Behöver du en nivåförskjutning på exakt \ $ 0.5 \ $ V? Om inte så kan du bara använda flera vanliga dräneringssteg så att den kombinerade nivåförskjutningen är \ $ > 0.5 \ $ V. Om du behöver exakt \ $ 0.5 \ $ V kan du fortfarande använda flera steg med ett steg som använder kroppseffekten för att justera det totala skiftet till \ $ \ ca 0,5 \ $ V.
- @Null: I vet att den här frågan är gammal men tröskeln jag ska gå för den. Så om huvuddelen och källan är anslutna tillsammans kan inte kroppseffekten uppstå? Bara där källa och bulk har separerade stift?
- Om du binder källan och bulk blir käll-bulk-spänningen noll – Detta kan säkerställa INGEN kroppseffekt. Varje typ av skillnad mellan de två terminalerna kommer att ge upphov till detta fenomen.