Dies ist ein Beispiel für eine Ladungspumpe aus MOSFET-Modellen für die SPICE-Simulation: Einschließlich BSIM3v3 und BSIM4 von William Liu.
Kann jemand erklären, warum \ $ v_D = \ frac {(v_ {IN} - V_T )} {2} \ $ hier?
Warum ist \ $ V_T \ $ an der Drain-Spannung beteiligt?
Vielen Dank für Ihre Hilfe.
In diesem Beispiel werden nur Eigenkapazitäten verwendet. Die Kapazität vom Gate zum Kanal beträgt 1 pF oder 0,5 pF vom Gate zum Drain und 0,5 pF vom Gate zur Source.
Die Kondensatoren, die an den Drain und die Source angeschlossen sind, betragen ebenfalls 0,5 pF. Grundsätzlich haben wir also einen kapazitiven Spannungsteiler mit einem 1pF-Gate-Kanal und einem 1pF-Kanal-Masse-Kondensator.
Bevor dies alles passieren kann, ist ein Kanal erforderlich, daher benötigen wir eine Schwellenspannung, um den Bereich darunter zu invertieren das Tor. Dann wird die Überspannung (Vin-VT) gleichmäßig auf die beiden 1pF-Kappen aufgeteilt, was zu (Vin-VT) / 2 auf der Drain- (und der Source-) Seite führt.
Vielleicht sollte ich das hinzufügen Die gezeigte Schaltung ist KEINE Ladungspumpe. Es wird lediglich verwendet, um zu demonstrieren, dass Mängel nicht ladungskonservativer Transistormodelle einen Ladungspumpeffekt aufweisen. Ein ladungskonservatives Modell (und ein physikalisch korrektes Modell) zeigt keinerlei Ladungspumpeffekt.
Um besser zu verstehen, warum VT subtrahiert werden muss, ist unten eine QV-Kurve für den MOS-Kondensator dargestellt.
Unterhalb der Schwellenspannung bleibt die Ladung nahezu konstant, der Transistor hat nur eine sehr kleine Kapazität (fast Null). Oberhalb von VT ist die Beziehung zwischen der Spannung und der Ladung linear. Der Transistor wirkt als Kondensator
Warum \ $ v_D = \ frac {(v_ {IN} - V_T)} {2} \ $ hier?: Es hat mit dem Gate-Kanal zu tun Kapazität des MOSFET. Bis der Kanal hergestellt ist, ist die Kapazität minimal und infolgedessen kann das Gate ohne zu viel Bewegung des S / D schwingen. In Wirklichkeit ist die erste kleine Exkursion des Gates bis zu \ $ V_ {th} \ $ kostenlos, und dann erfolgt die ratiometrische (Spannungsteilung) darüber. Deshalb müssen Sie \ $ V_ {th} \ $ von \ $ V_ {in} \ $ subtrahieren.