器件的选择
- 基本结构属性(有源/无源)
- 信号处理属性(线性/非线性)
- 工作条件属性(小信号/大信号)
- 典型应用属性(定性/定量)
器件分类
无源器件
- 电阻
- 电容
- 电感
有源器件
- PN结
- 三极管BJT
- MOSFET
总结
- 除PN结外大多数多端口器件均为有源器件。
- 有源器件正常工作需要有一定的静态工作点。
- 无源器件不需要条件，通常为有源器件提供静态工作点。
- 三端口及以上器件才能够放大(输入回路与输出回路不在一起)。
电阻
- 符合欧姆定律:V=IxR
- 电阻定义:
- 应用: 电阻自身的设计简单，主要考虑在电路中的电流定义、电位调节，设定合适的工作点和匹配条件。电阻还是形成RC或极零点的重要因素之一。
电容电感
定义:
C和L功能上表现为对偶特性
大信号&时域描述:
小信号&频域描述:
- 特点:电容上电压不能突变，电压纹波；电感上电流不能突变，电流纹波。
- 应用:
时域大信号:做启动电路Start-up，延迟电路 Delay，脉冲振荡器Pulse OSC，直流分离器DC separator(去除直流工作点)
频域交流小信号:做正弦波振荡器Sinusoid OSC，回路补偿Loop Compensation，平衡滤波Filter
PN结
- 示意图:
- 特性及应用:
- 伏安特性曲线
- 漂移电流符合欧姆定律，扩散电流不符合
三极管BJT
- 示意图:
- 特性:
- 伏安特性曲线
MOSFET
- 示意图
|/|PMOS|NMOS|
|—–|:—–:|:—–:|
|载流子|空穴|电子|
|载流子方向|S->D|S->D|
|电流方向|S->D|D->S|
V(GS)感应的载流子梯度形成扩散电流
V(DS)横向电场驱动形成漂移电流
基极接法:PMOS B接低电平，NMOS B接高电平(Vdd)
伏安特性曲线
各个区条件
(强反型条件下，扩散电流可忽略)沟道夹断
$V_{DS}$不断增大，当$V_{GD}=V_{TH}$时，发生沟道夹断现象。
阈值电压(开启电压)
对于NMOS:$V_{TH}=V_{TN}>0$,电子沟道
对于PMOS:$V_{TH}=V_{TP}<0$,空穴沟道反相器模型
I(DS)推导
沟道调制效应
指MOS晶体管中，栅下沟道预夹断后，若继续增大$V_{DS}$，夹断点会略向源极方向移动。导致夹断点到源极之间的沟道长度略有减小，有效沟道电阻也就略有减小，从而使更多电子自源极漂移到夹断点，导致在耗尽区漂移电子增多，使$I_D$增大的效应。
衬底偏置效应
衬底偏置效应(V(TH)反偏)
交流参数的直流I-V方程推导
