源极跟随器的输出电阻与什么有关?
源极跟随器是一种常见的电路拓扑,它由一个N型场效应管和一个P型场效应管组成。它的输入信号加到N型管的栅极上,输出信号则是从P型管的源极获得。输出电阻是一个重要的电学参数,它决定了源极跟随器对外界电路的影响。本文将详细介绍源极跟随器的输出电阻与什么有关。
1. 源漂移电流与输出电阻
在源极跟随器中,P型场效应管的源极电流决定了其输出电阻。这个电流主要有两个部分组成:漏电流和源漂移电流。漏电流是指场效应管的正向漏电流,这个漏电流与MOS管的工艺参数相关,一般很小。源漂移电流是指场效应管的漂移电流,它是导致输出电阻增加的主要因素。
源漂移电流是由于P型管的源结的 反向PTAT效应造成的。P型管的源结本身就是一个二极管,当它反向偏置时,会产生一个与温度成反比的电流。源漂移电流的大小受许多因素的影响,如温度、P型管的电源电压、体效应等。其中最主要的因素是温度,因为反向PTAT效应会导致源结电压随温度的上升而下降。因此,源极跟随器的输出电阻会随温度的升高而增加。
2. 工质电容与输出电阻
源极跟随器的输出电阻还与工质电容有关。工质电容是由于P型管的源接地得到的。当P型管的源结被接到地时,会形成一个与地共振的负反馈回路。
这个负反馈回路会降低在P型管的源结上形成的电压峰值,并减少由于P型管的漂移电流而产生的波动。同时,回路中的工质电容也会影响输出电阻。当输入信号变化时,工质电容会充放电,产生一个相位延迟。这个延迟会导致输出信号滞后于输入信号,从而影响输出电阻。
一般来说,工质电容的大小因电路拓扑和工艺参数而异。在源极跟随器中,P型管的源接地是必不可少的,因此,工质电容不能完全消除。
3. 输入电阻与输出电阻
输出电阻还与输入电阻有关。输入电阻是指源极跟随器输入端的电阻。在源极跟随器中,输入信号加到了N型管的栅极上。这个栅极可以看作一个电容,它基本上没有电阻。因此,输入电阻很高,可以达到几兆欧姆。
当输入信号变化时,栅极电压会发生变化,从而引起源漂移电流的变化。这个变化会导致一个电压峰值在P型管的源结上形成,从而影响输出电阻。因此,当输入电阻很高时,输出电阻也会越高。
总结
源极跟随器的输出电阻是由源漂移电流、工质电容、输入电阻等因素共同决定的。其中,源漂移电流是影响输出电阻最重要的因素,它与温度成反比。工质电容和输入电阻也会影响输出电阻,但其影响相对较小。因此,在设计源极跟随器电路时,我们需要选择合适的MOS管,合理布局电路和优化电路参数,以保证输出电阻达到最佳状态。
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