Estoy tratando de simular un amplificador de drenaje común en LTSpice que se puede usar para cambiar el voltaje de entrada hacia arriba o hacia abajo en el voltaje de umbral (\ $ V_ {IN} + V_ {TH} \ $ o \ $ V_ {IN} -V_ {TH} \ $, dependiendo de la configuración de PMOS o NMOS). Los terminales masivos de PMOS deben estar conectados al riel más positivo, mientras que el terminal a granel NMOS debe estar conectado al riel más negativo para que los transistores funcionen en la polarización inversa, lo que permite el control del flujo de corriente y \ $ V_ {TH} \ $.
Mi pregunta es decir, ¿sería posible ajustar el voltaje de umbral variando la conexión de los terminales a granel? ¿O es una mala práctica?
Respuesta
El voltaje de umbral se puede aumentar si la fuente no está conectada al terminal del cuerpo. El voltaje de umbral es
$$ V_T = V_ {T0} + \ gamma \ sqrt {2 \ phi + V_ {SB}} – \ gamma \ sqrt {2 \ phi} $$
donde \ $ V_ {T0} \ $ es el voltaje umbral cuando la fuente a cuerpo \ $ V_ {SB} = 0 \ $, y \ $ \ gamma \ $ y \ $ \ phi \ $ son parámetros del dispositivo. Si la fuente NMOS está conectada a tierra y también el cuerpo, entonces \ $ V_ {SB} = 0 \ $ y \ $ V_T \ $ se minimizan (es un argumento similar para PMOS).
Entonces, sí, es posible ajustar el voltaje de umbral no conectando el cuerpo NMOS al suministro negativo y el cuerpo PMOS al suministro positivo.
Sin embargo, esto generalmente no se hace intencionalmente. para minimizar \ $ V_T \ $ – por ejemplo, esto le permitiría usar voltajes de suministro más bajos.
El efecto de cuerpo es particularmente indeseable para un amplificador de drenaje común porque reduce la ganancia de voltaje . Sin el efecto de cuerpo, la ganancia de voltaje descargada de un amplificador de drenaje común es
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx 1 $$
donde la aproximación asume que las resistencias son grandes. Sin embargo, con el efecto cuerpo, la ganancia de voltaje descargada es reducido:
$$ \ frac {v_o} {v_i} = \ frac {g_m} {g_m + g_ {mb} + \ frac {1} {r_o || r_ {oc}}} \ approx \ frac { g_m} {g_m + g_ {mb}} < 1 $$
Comentarios
- Hey Null , ¡gracias por la respuesta detallada! Una pregunta, ¿sería posible compensar esta reducción de ganancia de alguna manera? ¿Quizás algún tipo de circuito? Porque ' me gustaría usar esto como un cambiador de nivel para un solo búfer de suministro (cambiar la entrada hacia arriba en 0.5v + Vin y la salida hacia abajo en Vout-0.5v)
- @oreee ¿Necesita un cambio de nivel de exactamente \ $ 0.5 \ $ V? De lo contrario, puede usar varias etapas de drenaje comunes para que el cambio de nivel combinado sea \ $ > 0.5 \ $ V. Si necesita exactamente \ $ 0.5 \ $ V, aún puede usar múltiples etapas con una etapa que usa el efecto de cuerpo para ajustar el cambio total a \ $ \ approx 0.5 \ $ V.
- @Null: I Sé que esta pregunta es vieja, pero seguiré adelante. Entonces, si la masa y la fuente están conectadas juntas, ¿el efecto corporal no puede ocurrir? ¿Solo donde la fuente y el volumen tienen pines separados?
- Si unes la fuente y el volumen, entonces el voltaje fuente-volumen se vuelve cero, esto puede garantizar que NO haya efecto corporal. Cualquier tipo de diferencia entre los dos terminales dará lugar a este fenómeno.