贴片合金电阻设计电路为了获得最大的电压增益

来源：万利隆电子人气：发布时间：2021-04-09

贴片合金电阻设计电路为了获得最大的电压增益，应该增加M3的跨导，并使设备M3和M9的输出导最小化。由于拓扑结构是对称的，同样的情况也适用于所讨论的晶体管的对等体。贴片合金电阻电路另一个重要的设计考虑是电路能可靠工作的最小电源电压。所提出的拓扑结构只包含两个堆叠的晶体管，需要饱和才能正常工作。因此，可以将室温下的理论最小电源电压表示为:

贴片合金电阻这种表达式来自于深弱反转的EKV MOS晶体管模型理论。在实际情况下，饱和电压对反演水平的依赖性具有平方根趋势。在非理想条件下，更现实的期望是室温下VDDmin = 230 mV。基于交叉耦合电压倍增器的传统电荷泵CMOS实现如图所示。这种电荷泵代表了一种适合于片上实现的高效拓扑结构。交叉耦合电荷泵采用了两种类型的MOS器件。所提出的控制方法减轻了MOS晶体管的薄栅氧化物所暴露的过度电压应力。压降是由开关电容的等效电阻和打开晶体管的压降组成的

贴片合金电阻在交叉耦合电荷泵是基于两个以交叉耦合方式连接的逆变器。所讨论的拓扑结构，显示了与传统CMOS逆变器相同的最小输入开关电压Vϕmin，即所用MOS晶体管的阈值电压之和。因此，为了在超低电压应用中实现，需要对电路拓扑进行特定的修改。其中一个可能的替代方案是采用一个逆变器与电阻作为负载，这将创造所谓的伪逆变器。然而，这种解决方案在低功率系统中是不可接受的，因为它显著地增加了电荷泵的内部电流消耗。

贴片合金电阻电路另一种可能是将MOS晶体管的本体端连接到一个固定电位上，并降低其阈值电压,这种方法大大增加了MOS晶体管的亚阈值泄漏和它们的整体电流。因此，它与前面提到的解决方案有相同的缺点。最有效的方法似乎是所谓的动态阈值电压控制。图16c描述了基本思想。可以观察到，大容量端子与输入信号相连。这样，截止晶体管显示标称阈值电压，开启晶体管显示降低阈值电压水平，从而提高其漏极电流和开关速度。这种方法的代价是只增加一个晶体管的漏电流。

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