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输出阻抗

关于输出阻抗的仿真

关于电路的输出阻抗,一般可以用spice中的.tf语句在仿真中加以查看,但.tf仿真一般只有输出阻抗在dc或者说零频下的值,那么要如何来查看输出阻抗的频率响应?

其实还是按照计算输出阻抗的方法,在输出节点加上一个ac=1的交流电流信号,通过ac分析来看此节点的电压,实际就是输出接点的阻抗。我们可以以之前谈到的关于super-source-follower电路为例来做些讨论。

下面左图为super-source-follower的电路,我们通过如下的spice语句定义其激励源(包括直流的输入电压和ac的交流电路)


vin in 0 1.25
iout 0 out ac 1
.ac dec 100 10 10g

这样通过smart-spice的.ac的仿真,可以得到如右边所示的阻抗特性,与之前对super-source-follower的分析一致,高频下反馈环路增益下降导致阻抗的上升,之后应该是寄生电容的影响

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MOSFET Rout 与 Vds 选取的考虑

这里谈一下关于集成电路中的 MOSFET 的输出电阻 Rout 和漏源电压 Vds 电压的问题。

下图所示为 MOSFET 的电流 ID 和输出电阻 Rout 随端电压 VD 变化的曲线

Id and Rout Vs Vds

可以看到通常 VD 变化影响 ID 和 Rout 的原因主要是来源于三个因素,分别是: CLM (Channel Length Modulation)- 沟长调制效应;DIBL (Drain Induced Barrier Lowering)- 漏极导致势垒降低; SCBE (Substrate Current induced Body Effect)- 衬底电流导致的体效应。
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关于 Miller 电容和输出电阻

关于基本的 miller 补偿的两级运放,通常在计算输出节点的非主极点时,认为第二级的共源放大的mos管的栅和漏由补偿电容Cc短接,其阻抗近似为 1/gm, 进而得到输出的极点为 gm2/CL。但是,具体在多高的频率下可以认为 Cc 短接?也就是第二级的输出阻抗随频率具体如何变化,在何时 Cc 会使得 Rout 近似为 1/gm ? 这里,我们对此做些分析。

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关于电阻方式二极管连接的 MOS 管的问题

对于基本的二极管连接的 mosfet,我们都知道其阻抗约为 1/gm。在实际电路中,也有其他类似的接法,如对于下图中 A,B 分别所示的电阻方式的连接:图中 A 在考虑调零电阻对输出阻抗影响时有类似的问题,而 B 则见于自偏置方式的 cascode 接法。这里,我们来看下各自的等效阻抗的变化。

电阻方式二极管连接的MOSFET

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