MOS沃爾曼電路的改進和應(yīng)用
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2 改進的MOS沃爾曼電路
2．1 電路設(shè)計
改進的MOS沃爾曼電路如圖2所示，與普通的沃爾曼電路相比，該電路中的場效應(yīng)管工作于臨界飽和區(qū)。兩個電路的區(qū)別在于：
該電路中的T2管作為輸入，輸出從T1管的漏極取出，T3管由于柵極和漏極短接而一直工作于飽和區(qū)，T3和T1有一個共同的柵極，它們的柵源電壓相等，如果它們的元件尺寸一致，那么流過兩個場效應(yīng)管的電流相等：
式中：β是場效應(yīng)管的導電性系數(shù)，β=Kp(W／L)，(W／L)表示場效應(yīng)管溝道寬度和長度之比；Kp稱為工藝參數(shù)，與工藝技術(shù)有關(guān)。
假設(shè)電路中的管子尺寸完全一樣，那么輸出電流滿足以下式：
式中：λ是漏源電壓增加所引起的溝道長度調(diào)制系數(shù)。T2堆疊在T1的上面，這種輸出結(jié)構(gòu)提高了電路的輸出電阻，從而避免了溝道長度調(diào)制效應(yīng)。
從電路中可以看出來，因為VDS1和VDS2一直大于VGS1和VGS2，所以T1和T2管一直工作于飽和區(qū)。
2．2 仿真與比較
為了更好地比較兩個電路的性能，仿真時所有管子的技術(shù)參數(shù)完全一樣，如表1所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/201809/388673.htm
兩個電路的輸出電壓范圍都是0～4 V，VDD為5 V，VSS接地，輸出電流曲線如圖3所示。
可以看出，所設(shè)計的沃爾曼電路達到了減小調(diào)節(jié)閾值電壓的目的。常規(guī)沃爾曼電路開始調(diào)節(jié)的門檻電壓接近0．5 V，而改進的沃爾曼電路幾乎從一開始就開始調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電壓接近0 V。
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