一道問題
照例,先拋出一個問題:在MOS管的等效電路中,柵-漏電容Cgd等效到輸入回路中的容值是多少?推導過程是怎樣的?
這道題的難點在于推導過程,這需要同學們理解,而不是死記硬背。
等效電路
為便于理解,我們以帶有柵極偏置的共源極放大電路作為分析對象。如下圖所示,首先畫圖其直流通路,比較簡單,這里我們不做過多分析。
接著,我們畫出其交流通路。注意,這里我們使用的不是MOS管的低頻小信號模型,而是高頻小信號模型。
因為在低頻模式下,我們是通常是忽略結電容的影響。高頻模式下,交流通路如下圖所示。
可能會有同學問了,這里和三極管的交直流通路很像。對的,確實相似,因為兩者存在很多相通性。所以在學校里,很多老師只講三極管放大電路,MOS管放大電路是自學部分。三極管部分,不清楚的同學可以回看《終于把共射放大電路不放大的原因說清楚了》,不做贅述。
以電流為切入點
細心的同學會發現在上圖中標注了Ig,Ig1和Ig2,其中Ig1是流過Cgs電容的電流,Ig2為流過Cgd電容的電流,而Ig是Ig1和Ig2的干路總電流,Ig=Ig1+Ig2。
在上圖中,Ig1=jw*Cgs*Vgs,Ig2=jw*Cgd*Vgd。相信這點,同學們很容易理解。
當前的關鍵點在于Vgd是多少?
根據基爾霍夫電壓KVL定律,有如下關系推導:
令RL'=Rd//RL,則有:
如此,
而,
對比Ig2和Ig1的關系式,可以引入電容Ceq,有:
Ceq在輸入回路中的電流,有:
于是,Ceq可以看做是Cgd在輸入回路上的等效電容,此時的容值已經放大了(1+gmRL')倍。
當年的小嘍嘍(Cgd),在輸入回路中,搖身一變已經成為別人口中的大哥,舉足輕重,不容忽視了!
總? 結
今天聊的內容,相對簡單,只是作為上一篇《MOS管的米勒效應(1)》的補充,重點說明了柵-漏電容Cgd等效到輸入回路的定量關系及其推導過程。
最后附上整個的推導過程,詳見下圖。
現在已經是2023/2/6凌晨 0:56,希望今天討論的內容對你有用。預告下,下一篇講MOS管米勒效應的仿真。
怎么樣?一個簡短的問題,給出的回答可淺可深。我的助攻只能到這里,能否晉升到陸地神仙境,一劍開天門,就看你的造化了!
審核編輯:劉清