在MOS集成电路中,为了提高集成度,一般都采用有源电阻取代占芯片面积较大的集成电阻。根据有源电阻的不同实现方法,集成MOS放大器分为E/E MOS、 E/D MOS和CMOS三种类型电路。
采用制作N沟道器件(增沟型和耗沟型)的NMOS集成工艺时,放大管和负载管都只能采用NMOS管。其中,放大管普遍采用增沟型(E型)MOS管,负载管可以采用增沟型(E型)MOS管,也可以采用耗沟型(D型)MOS管。前者称为E/E MOS放大器,后者称为E/D MOS放大器,其电路分别如图11.5.1(a)和(b)所示。
将NMOS和PMOS互补对称即可构成互补对称式金属-氧化物-半导体电路(complementarysymmetry metal-oxide-semiconductor circuit),简称CMOS电路。CMOS结构如图11.5.2所示。
图11.5.1 N沟道MOS管放大器电路
图11.5.2 CMOS结构示意图
采用互补MOS器件就可以构成与晶体管放大器类似的有源负载共源放大器,如图11.5.3所示。
其交流通路如图11.5.4所示。
图11.5.3 CMOS共源极放大器
图11.5.4 CMOS共源极放大器的交流通路
图11.5.5 微变等效电路
本章小结
1.FET分为JFET和MOSFET两种,工作时只有一种载流子参与导电,因此称为单极型晶体管。FET是一种压控电流型器件,改变其栅源电压就可以改变其漏极电流。
2.FET放大器的偏置电路与BJT放大器不同,主要有自给偏压式和分压式两种。
3.FET放大电路也有三种组态:共源、共漏和共栅。
4.电路的静态分析需要首先画出FET的直流通路,然后计算栅-源电压、漏极电流、漏-源电压等静态参数。电路的动态分析需首先利用FET的交流模型建立电路的交流等效电路,然后再进行计算,求出电压放大倍数、输入电阻、输出电阻等动态参数。
5.CMOS放大电路是集成MOS放大电路中用得较多的一种,其主要特点是电压增益较高,其典型值的单级可达30~60 dB,并且功耗低,但制造工艺复杂。
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