MOS管有源電阻知識解析|干貨要點都在這篇-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2020-12-15
有源電阻
MOS管的適當連接使其工作在一定狀態(tài)(飽和區(qū)或是線性區(qū))，利用其直流電阻與交流電阻可以作為電路中的電阻元件使用。
MOS二極管作電阻
MOS二極管是指把MOS晶體管的柵極與漏極相互短接構(gòu)成二端器件，如圖所示。
由上圖可知，MOS二極管的柵極與漏極具有同的電位，MOS管總是工作在飽和區(qū)，根據(jù)飽和薩氏方程可知其轉(zhuǎn)移特性曲線(漏極電流一柵源電壓間的關(guān)系曲線)如下圖所示。
有源電阻
(1) 直流電阻
由以上兩式可以發(fā)現(xiàn): MOS二極管的直流電阻與器件的尺寸相關(guān)，并且還取決于Vgs的值。
（2）交流電阻
交流電阻可以視為MOS管的輸出特性曲線在VDS=Vgs時的斜率，對于理想的情況，即忽略溝道調(diào)制效應(yīng)時，其值為無窮大。
考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時，交流電阻是一有限值，但遠大于在該工作點上的直流電阻，且其值基本恒定。
1.忽略襯底偏置效應(yīng)
首先根據(jù)飽和薩氏方程，可得到其電壓與電流特性:
上式說明當流過三極管的電流確定后，MOS管的二端壓降僅與幾何尺寸有關(guān)。
再根據(jù)MOS二極管的低頻小信號模型,有: V1= V和1=V/ro+gmV。所以小信號工作時MOS二極管可近似為一個兩端電阻，其值為:
由上式可以看出:
二極管連接的MOS管的交流電阻等于其跨導(dǎo)的倒數(shù),且為一非線性電阻。
但由于在模擬電路中一般交流信號幅度較小，因此,在直流工作點確定后，可以認為其值為一恒定值。
2.考慮襯底偏置效應(yīng)
如果考慮體效應(yīng)，如下圖(a)所示，由于襯底接地電位，則有: V1=-V，Vbs=-V,其等效電路如下圖(b)所示。
根據(jù)KCL定理，由上圖(b)可以得到:
上式即為考慮了襯底偏置效應(yīng)與溝道調(diào)制效應(yīng)的小信號電阻,由上式可知:在考慮襯底效應(yīng)后，從M1的源端看其阻抗降低了。
MOS管的柵極接固定偏置
根據(jù)MOS管的柵極所接的固定偏置的大小不同，MOS管可工作于飽和區(qū)與三極管區(qū)。在實際應(yīng)用中，根據(jù)輸出端不同，又可分為漏輸出與源輸出兩類工作方式。
當MOS管在電路中作有源電阻時,一般柵接固定電位 (接漏是一種特例)，這時根據(jù)柵電壓大小來判定MOS管的工作區(qū)域(飽和區(qū)與三極管區(qū))，另外，輸出的端口是源端或是漏端，其呈現(xiàn)的阻抗也不同。
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