13节大信号模型轮廓.PDF

6.012 微电子器件与电路 第13讲大信号模型—大纲 •讲义 大纲和摘要 •复习 MOSFET模型：缓变沟道近似 比较MOSFET和BJT的模型和特征 •精确的器件模型 电荷存储： 结型二极管 BJT MOSFET 初期效应 1.BJT的基区宽度调制: wB(vCE) 2.MOSFET管的沟道长度调制：L(vDS) 外在寄生效应：导线电阻，电容，电感。 • 缓变沟道近似的——复习 X方向中的静电问题： qn*(y)是vGS,vBS, 和vCS(y)的函数。 Y方向的漂移问题： iD与vGS,vDS,和vBS相关 当v 达到(v - V )/a, y=L时沟道 DC GS T 突然消失并且电流持续稳定在饱和 值。 •渐进沟道近似的复习 全解： 对 有效： 可以用几种不同方法写出阈值电压 模型中没有因数a，因为它是一个近似数值，而且对结果的精确度以及我们的分 析判断影响不大，因此忽略。 给大信号模型增加电荷存储 P区过剩电荷+结耗尽电 荷 基区过剩电荷+E-B结耗 尽电荷 C-B结耗尽电荷 栅极电荷：是VGS ，VDS 和VBS的函数 D-B结耗尽电荷 S-B结耗尽电荷 有效长度的调制—早期效应：MOSFET MOSFET: 我们首先明确沟道长度随VDS 的增加的减少，写出其与VDS 的一阶函数关系式： 代入沟道长度随vDS 的改变量K得到： 因此，饱和状态下： 有效长度的调制—早期效应：BJT BJT: 我们首先认识到基区宽度随的vCE 的增加而减少，写出其与vCE 的一阶函数关系式： 接着我们注意到BJT中发射区缺陷是非常重要的因素： 插入基区宽度随vDC 的变量到 得到： 因此，在F.A.R中： 大信号模型：我们什么时候使用他们？ 数字电路分析/设计： 需要对整个电路进行分析，是节后面两讲15和16的主要内容 工作点分析/设计： 这要使用FAR模型（17讲） 6.012 微电子器件与电路 第13讲大信号模型—摘要 •精确的器件模型 电荷存储： 1结型二极管-耗尽和扩散电荷 2BJT-在EB结：耗尽和扩散电荷 在CB结：耗尽电荷 3MOSFET-在B和S，D间：n+-p结耗尽电荷