如何直观地分析器件 沟调效应相关问题学习心得

wlw851012

各位大侠好 本人CMOS模拟电路初学者  最近看到拉扎维书上的沟调效应分析  有一些心得和疑问  写下来 有用的请大家参考  说的不好的 请高手指正

先说说我个人的理解   先假设一个NMOS管处于饱和状态  沟道已夹断
按照拉扎维书上第二章的说法 Id的计算其实是对有效沟道长度的积分 需要2个要素 一是S端沟道厚度 二是有效沟道长度 所以可以把夹断的沟道看成一个直角三角形（非饱和状态其实就是梯形）  如果将NMOS管竖直的话  s端沟道厚度（Vg-Vs-Vth）就是三角形的底边  有效沟道长度就是其高  这样看的话就把复杂的载流子堆积分析变成了很直观的几何图形 个人感觉很是方便也易于理解  
这样来看的话  公式Ido=1/2*K*W/L*(Vgs-Vth)平方 其实描述的就是临界饱和状态时的电流
那么沟调效应是怎么产生的呢   如果只变化D端电位  其实就是D端电位增大 将三角形的高缩短了 但底边长不变  所以对于上面的公式而言就应该将L替换为已经变小了的有效沟道长度Leff  但在书上没有这样处理 继续延用了器件本身的宽长比 只是在公式后面乘了（1+λVds）以作修正

wlw851012

所以对于沟调效应来说应该有个对比的样本  我认为临界饱和状态时的NMOS就是样本 如果再加大Vd就使管子进入沟道夹断状态  如果是静态的话我觉得可以把它称为静沟调效应  此时应该将公式Id=1/2*K*W/L*(Vgs-Vth)平方*（1+λVds）分解开  就变成Ido+Ido*λVds   再用Vds去除以Ido*λVds  沟调效应就被剥离出来成了一个电阻1/λVds  所以 只要Ido一确定  该等效电阻就确定了

那么在动态情况下呢  则将公式Id=1/2*K*W/L*(Vgs-Vth)平方*（1+λVds）对Vds微分  也可以得出λVds  再一求倒数 可得到动态时的等效电阻也为1/λVds      （巧合？注定？。。。。） 所以这个等效电阻无论是在动态还是静态时都是可用的

wlw851012

如果我上面的理解没错的话  下面说说我的疑问  
1.能否在器件的DS之间并联其他电阻以改变器件的沟调效应等效电阻  这样做有意义么
2.假设NMOS饱和状态 沟道夹断  如果固定住D和S端电位  只改变G端电位 这样不是在Vgs固定的情况下仍然出现了沟道长度变化么  这该怎么看 怎么理解？  
3.再假设一种情况  还是NMOS饱和 沟道夹断 有效沟道长度刚好为L/2 即夹断处在中间 如果把G端电位固定 我等量反向变化D和S端电位  此时可以保持有效沟道长度不变  这样就出现了Vds增大或减小了 但沟调效应却没有出现 那前面的那个修正公式是否还有效呢

wlw851012

自己顶一个  大侠们帮我看看问题啊

lsh0211

good!

shanzhongyiliu

你这个问题问的很有意义，不过你怎么才能在电路上实现你的说法呢？拉扎维讲的都是实际电路上遇到的问题，你能在电路中固定两端电压么？或者是你能实际测量出来Leff？
如果你能做到那你就成和拉扎维一样的世界宗师了，我相信你，努力吧！

tianruo

有意思。

wlw851012

你这个问题问的很有意义，不过你怎么才能在电路上实现你的说法呢？拉扎维讲的都是实际电路上遇到的问题，你能在电路中固定两端电压么？或者是你能实际测量出来Leff？
如果你能做到那你就成和拉扎维一样的世界宗师了 ...
shanzhongyiliu 发表于 2010-1-3 08:03

                               
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首先谢谢您的回帖与鼓励  我还以为大家都觉得这个问题很弱智懒得解释呢

我是这样想的  前面我提出的那两个假设  只是纯粹为了分析器件的沟调效应而作的理想实验  只是从器件的角度来看的  估计需要等待器件建模方面的高手来讲解  

我也想过能否实现的问题  第一种假设  假如把NMOS的D端直接接一个电压VDD  S端直接接地  这样不就可以固定住了么  但如果要求在系统中怎么实现我还要想想

第二种假设的实现我已经想到了  D端接一个模拟系统  S端加信号  应该是可以实现  而且还可以通过重新定义夹断点的位置  来调整D端和S端得电压变化比例  即不一定要变化量绝对值相等  都可以实现假设

wlw851012

再挖一下这个帖子吧  请谁能来讲讲啊  这个问题把我给纠结的。。。。跪谢啦

hebut_wolf

顶一下！有不同与书上想法是很好的，值得学习！