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一直以来的疑问,Vds如何确定?

时间:10-02 整理:3721RD 点击:


感觉好多学模拟的人一开始都会对这个问题感到困惑。

根据公式ID=1/2unCox(W/L)(Vod)2 确定ID和Vdsat就可以设计宽长比了。但是Vds的值是如何确定的呢?
换一种说法:设计完电路之后,你可以保证ID、vdsat和你的预期差不多,但是好像从来没有考虑过vds的值,那仿真软件是怎么确定一个MOS管的vds的值呢? 或者说我们应该如何对电路进行调整才能改变一个MOS管的Vds的值呢?

就比如一个折叠共源共栅的运放,当有MOS管处于线性区时,该如何来调整参数,使得其进入饱和区呢?

还请已经顿悟的兄弟姐妹们赐教!

理解的不深刻,个人经验:管子饱和打开,Vdssat比Vds稍微小一些,一般vds是低阶模型里的一个概念。除非跑到线性区了,那样vds将比vdsat小很多,只有10几个或者几十个mV。

举个简单例子:
一个cascode结构,底下管子M1,上面管子M2,负载电阻R3。
①那么你肯定是先设定M1的电流,而M1的漏端电压Vd1是M2决定的,因为M2的电流和M1要保证一样,
所以设定好M2的栅极电压后,M1的漏端电压也就基本知道了。
②那M2的Vds是多少呢?我们刚才知道了M2的source电压,也就是M1的drain电压,而且负载电阻R3上的压降可以用IV算出来,那么M2的漏端电压也就知道了。
③用二极管连接方式,将漏端和源端联系在一起
④共模反馈的方式以保证管子工作,进而漏端的直流电压也就确定了

您说的有道理,我理解了。但我有一个想法,就按您说的,一个cascode结构,底下管子M1,上面管子M2,负载电阻R3这种情况。MOS管M1、M2都有源漏间的电阻ro。M1、M2、R3的Vds能不能看成M1、M2的源漏电阻和R3对电源的分压呢?感觉好像不可以,因为这样想的话M1管的Vds就和M2的栅压没关系了,但是我想知道我这么想为什么不可以呢? 问题出在哪里了呢?

直流工作点是大信号算出来的,小信号算的是在直流工作点基础上fluctuate的结果,ro那些都是小信号参数。

谢谢分享

谢谢您的回复,ro是一个小信号参数,影响放大器的增益。但是ro不也被当做是输出电阻么?比如一个单输入单输出电流源做负载的共源极放大器,它的输出阻抗就是ro。那这个ro是一个小信号参数怎么理解呢? 在直流DC下这个电阻ro不也是存在的么?ro仅仅是在小信号模型下用来计算放大器的增益么?
对于ro的概念还是没完全理解。我正好还有一篇帖子是关于ro的。名字是“关于MOS管的ro的问题”,还请您指导。

dc时是Ron,导通电阻吧
ro只影响小信号参数,比如增益


输出直流下是非线性的,你不能等效成电阻,因为它根本就不是一个电阻。
如果你非要按照电压电流关系强给输出等效电阻的话,那么大信号电阻如图红色所示,跟Vgs偏压,Vds电压都有关系,是个变化的。
小信号电阻当然就是蓝色的线表示的了。

您说的我明白,ro=1/gds,相当于小信号电阻。那为什么叫做输出阻抗呢?输出阻抗不是应该具有大信号电阻的特性么? ro明显不具有啊?
还有就是楼上提到的Ron导通电阻,这个电阻能求解么?



Ron导通电阻没有公式吧,这个导通电阻值能求解么?

以差分运放为例,负载mos管和偏执电流mos管的vds是根据input swing,output swing以及mos管的饱和条件来算出大概值,然后通过仿真调整w/l来微调vds的值,整个过程要保证mos管处于饱和区

仔细想了想,对4、5还是不太理解。
而且如果应用到cascode输入+cascode负载呢,中间的输出点dc值是怎么确定的。

小编是大信号和小信号没分清楚啊

9楼已经解释的很清楚了,小编自己再多想想

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