MOS晶体管低频小信号中反型工作原理及其特性

在4.5节中已注意到，许多ID模型中忽略了中反型区，从而认为弱反型区和强反型区是紧挨的。这在预测ID时会导致某种误差，这一误差对若干应用来说是可以接受的。但是遗憾的是，在小信号参数中引起的相应误差通常是不可接受的，而且不论对模型参数选择什么样的经验值都不能使它减小。为举例说明这一点，我们选择gm作为例子，  并考虑VDS固定，VGS在较大范围内变化时这一参数的变化情况。为了避免高阶效应(诸如沟道长度调制效应或V´DS目的准确值的不确定性)的干扰，我们将不选饱和区中的VDS值。事实上，将选择一个小得可以忽略的VDS值，该值对应于测量阈值值电压和参数μC´OX时的一个很普通的条件。为简单起见，还将假设有效迁移率是固定不变的。结果gm和gm／ID如图8．8所示。这些结果可利用4.3节中的通用电荷薄层模型(对所有工作区都有效)来得到。可见，在强反型区gm近似为常数，这是从式(8.2.6a)或从图4.20中虚线的斜率可预料到的结果(若允许迁移率是VGS的函数，则gm将先达到一个最大值，然后随VGS尽增加而减小，对应于图4.20中实线的斜率)。在弱反型区，可见gm／ID近似为常数，这是从式(8.2.35)可预料到的，并且也是ID与VDs成指数函数的结果。在中反型区，如图中所见不论是gm还是gm／ID都不能认为近似为常数。但是忽略了中反型区的模型预料gm为常数的区域和gm／ID为常数的区域是紧挨于某一点的。很清楚，在图8.8中，不存在这样的点。因此，把这样的模型用在模拟电路应用中，并且VGS的值若又接近于VT，则会导致严重的错误结果。

遗憾的是，目前还没有在中反型区内的小信号电导的闭式表达式。因此，必须借助于下一小节中所讨论的数值计算方法。

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