貼片合金電阻設(shè)計(jì)電路為了獲得最大的電壓增益

來源：萬利隆電子人氣：發(fā)布時(shí)間：2021-04-09

貼片合金電阻設(shè)計(jì)電路為了獲得最大的電壓增益，應(yīng)該增加M3的跨導(dǎo)，并使設(shè)備M3和M9的輸出導(dǎo)最小化。由于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是對(duì)稱的，同樣的情況也適用于所討論的晶體管的對(duì)等體。貼片合金電阻電路另一個(gè)重要的設(shè)計(jì)考慮是電路能可靠工作的最小電源電壓。所提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只包含兩個(gè)堆疊的晶體管，需要飽和才能正常工作。因此，可以將室溫下的理論最小電源電壓表示為:

貼片合金電阻這種表達(dá)式來自于深弱反轉(zhuǎn)的EKV MOS晶體管模型理論。在實(shí)際情況下，飽和電壓對(duì)反演水平的依賴性具有平方根趨勢(shì)。在非理想條件下，更現(xiàn)實(shí)的期望是室溫下VDDmin = 230 mV。基于交叉耦合電壓倍增器的傳統(tǒng)電荷泵CMOS實(shí)現(xiàn)如圖所示。這種電荷泵代表了一種適合于片上實(shí)現(xiàn)的高效拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。交叉耦合電荷泵采用了兩種類型的MOS器件。所提出的控制方法減輕了MOS晶體管的薄柵氧化物所暴露的過度電壓應(yīng)力。壓降是由開關(guān)電容的等效電阻和打開晶體管的壓降組成的

貼片合金電阻在交叉耦合電荷泵是基于兩個(gè)以交叉耦合方式連接的逆變器。所討論的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，顯示了與傳統(tǒng)CMOS逆變器相同的最小輸入開關(guān)電壓V?min，即所用MOS晶體管的閾值電壓之和。因此，為了在超低電壓應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)，需要對(duì)電路拓?fù)溥M(jìn)行特定的修改。其中一個(gè)可能的替代方案是采用一個(gè)逆變器與電阻作為負(fù)載，這將創(chuàng)造所謂的偽逆變器。然而，這種解決方案在低功率系統(tǒng)中是不可接受的，因?yàn)樗@著地增加了電荷泵的內(nèi)部電流消耗。

貼片合金電阻電路另一種可能是將MOS晶體管的本體端連接到一個(gè)固定電位上，并降低其閾值電壓,這種方法大大增加了MOS晶體管的亞閾值泄漏和它們的整體電流。因此，它與前面提到的解決方案有相同的缺點(diǎn)。最有效的方法似乎是所謂的動(dòng)態(tài)閾值電壓控制。圖16c描述了基本思想。可以觀察到，大容量端子與輸入信號(hào)相連。這樣，截止晶體管顯示標(biāo)稱閾值電壓，開啟晶體管顯示降低閾值電壓水平，從而提高其漏極電流和開關(guān)速度。這種方法的代價(jià)是只增加一個(gè)晶體管的漏電流。

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