模拟集成电路—MOS等效输入阻抗基础知识介绍

在模拟集成电路设计中，正确地分析等效输入阻抗可以大大降低电路的复杂程度。

其中正确分析MOS等效输入阻抗是最常用、最重要的一部分，熟练掌握结论后可以直接应用于复杂电路的分析。

1.MOS线性区等效电阻

当VDS>0时，MOS的沟道将产生从D指向S的横向电位梯度以及电流，并且随着VDS增大而增大。

ID与VDS呈线性变化，MOS相当于一个线性电阻。MOS在不同的VGS，其等效电阻也不同。

NMOS线性区

线性区MOS等效电阻由下式给出：

2.MOS源极视入阻抗

源极视入阻抗顾名思义即从MOS源极看进去的等效电阻。考虑带负载电阻的情况，分析MOS源极视入阻抗的等效模型由下图所示：

MOS源极视入阻抗等效模型

根据基尔霍夫电压定律：

化简后得到MOS源极视入阻抗：

当没有负载电阻时，MOS源极视入阻抗变为：

3.MOS漏极视入阻抗

利用与MOS源极视入阻抗相似的分析方式，先假设M1的等效电阻为ro1，画出下图的等效模型：

MOS漏极视入阻抗等效模型

根据基尔霍夫电压定律：

化简后得到MOS漏极视入阻抗：

当没有M1时，MOS漏极视入阻抗就是ro2。也就是说，一个MOS从漏极看进去的等效电阻就是与沟道长度调制效应有关的输出电阻。这正好验证了M1等效电阻为ro1的假设是成立的。

熟练掌握以上结论之后可以试着找一些较复杂的电路，先试着能否直接看出某一结点的视入阻抗，再用等效电路的方法验证直接看出来的视入阻抗是否正确。