源極跟隨器的輸出電阻與什么有關?
源極跟隨器是一種常見的電路拓撲,它由一個N型場效應管和一個P型場效應管組成。它的輸入信號加到N型管的柵極上,輸出信號則是從P型管的源極獲得。輸出電阻是一個重要的電學參數,它決定了源極跟隨器對外界電路的影響。本文將詳細介紹源極跟隨器的輸出電阻與什么有關。
1. 源漂移電流與輸出電阻
在源極跟隨器中,P型場效應管的源極電流決定了其輸出電阻。這個電流主要有兩個部分組成:漏電流和源漂移電流。漏電流是指場效應管的正向漏電流,這個漏電流與MOS管的工藝參數相關,一般很小。源漂移電流是指場效應管的漂移電流,它是導致輸出電阻增加的主要因素。
源漂移電流是由于P型管的源結的 反向PTAT效應造成的。P型管的源結本身就是一個二極管,當它反向偏置時,會產生一個與溫度成反比的電流。源漂移電流的大小受許多因素的影響,如溫度、P型管的電源電壓、體效應等。其中最主要的因素是溫度,因為反向PTAT效應會導致源結電壓隨溫度的上升而下降。因此,源極跟隨器的輸出電阻會隨溫度的升高而增加。
2. 工質電容與輸出電阻
源極跟隨器的輸出電阻還與工質電容有關。工質電容是由于P型管的源接地得到的。當P型管的源結被接到地時,會形成一個與地共振的負反饋回路。
這個負反饋回路會降低在P型管的源結上形成的電壓峰值,并減少由于P型管的漂移電流而產生的波動。同時,回路中的工質電容也會影響輸出電阻。當輸入信號變化時,工質電容會充放電,產生一個相位延遲。這個延遲會導致輸出信號滯后于輸入信號,從而影響輸出電阻。
一般來說,工質電容的大小因電路拓撲和工藝參數而異。在源極跟隨器中,P型管的源接地是必不可少的,因此,工質電容不能完全消除。
3. 輸入電阻與輸出電阻
輸出電阻還與輸入電阻有關。輸入電阻是指源極跟隨器輸入端的電阻。在源極跟隨器中,輸入信號加到了N型管的柵極上。這個柵極可以看作一個電容,它基本上沒有電阻。因此,輸入電阻很高,可以達到幾兆歐姆。
當輸入信號變化時,柵極電壓會發生變化,從而引起源漂移電流的變化。這個變化會導致一個電壓峰值在P型管的源結上形成,從而影響輸出電阻。因此,當輸入電阻很高時,輸出電阻也會越高。
總結
源極跟隨器的輸出電阻是由源漂移電流、工質電容、輸入電阻等因素共同決定的。其中,源漂移電流是影響輸出電阻最重要的因素,它與溫度成反比。工質電容和輸入電阻也會影響輸出電阻,但其影響相對較小。因此,在設計源極跟隨器電路時,我們需要選擇合適的MOS管,合理布局電路和優化電路參數,以保證輸出電阻達到最佳狀態。
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