MOS晶体管非准静态模型的其他近似法和高阶原理特性解析

如上所述，本节中导出的模型在频率高到ω=ω₀左右时都是有效的。在推导这一模型中，我们采用了一种特定类型的近似，例如用式(9.4.69a)近似式(9.4.65a)。人们也许想知道为什么不简单地略去式(9.4.65a)中的高次项，即不经任何进一步处理就使用-gs=jωCgs（1+jωτ1）。MOS管非准静态模型。答案是这样一种方法并不明智，原因有两个：(1)基于这类近似的模型，它所适用的频率范围结果与我们所介绍的模型大约相同，但等效电路却更为复杂；(2)这样一种模型随频率增高而退化的情况不是“适度的”。MOS管非准静态模型。这意味着当频率增高到超过有效区的范围时，某些参数的误差(尤其在相位上)立刻变得相当大。与此相反，我们所提出的简单模型，当频率超过有效范围时，它的性能会“适度地”退化，即误差随频率的增加相当缓慢地增加。MOS管非准静态模型。对出现这一不希望有的特性的原因解释如下：一旦频率高到足以使略去的高次项变得重要时，我们正在讨论的新近似方法就不适用了，并产生较大的误差，因为分子是二阶的，而分母是一阶的。  在式(9.4.69a)中所作的近似原来可以部分地补偿删去项的作用：  因此使模型的退化更加适度。模型的退化较缓慢是很重要的(虽然人们并不想把模型用到指定的有效范围之外)，例如，一个用户也许不注意这样的限制(在CAD中，这是通常的情况)，  或者他(她)只因没有更好的模型可用而也许不得不把模型用到有效范围之外。在这样一些情况下，希望因此而产生的误差不要过大。可是一个奸的CAD程序，  当频率超过有效范围时，  应当对用户发出警告。

通过在参数表达式中保留适当数目的高次项，可以导出当频率高于ω₀时也有效的模型。这样做时必须小心，要保证模型的退化就上面所讨论的含意来说是适度的。人们也许会怀疑，要求模型在一直到ω₀的这样一些高频下[此时，图9.19模型能预测器件的性能，ω₀接近于器件的截止频率(8.3.34)]都是有效的到底有什么必要。但是请考虑这样一种电路，在这种电路中，各个器件在低于它们各自的ω₀频率下能很好地工作。MOS管非准静态模型。在同一电路中，也许存在ω₀相当小的长沟道器件[见式(9.4.67)]，这样一些器件可能提供一些有用的功能，但不是增益。MOS管非准静态模型。除非这些器件能得到正确地模拟，否则对整个电路所预测的性能也许是错误的。

在这样一些情况下，不用很复杂的高阶模型，而用下面的方法也许更加可取。令ωmax为一给定电路的感兴趣的最高工作频率。算出所有有关器件的ω₀。ω₀>ωmax的器件可象本节中所讨论的那样来模拟。MOS管非准静态模型。其他器件可以分成“子晶体管”(图7.12)，并使每一子晶体管的ω₀比ωmax大。于是，子晶体管也可象本节所讨论的那样来模拟了。

    本节中已导出的模型仅适用于强反型。从4.3节中所讨论的通用电荷薄层模型出发，推导出适用于所有工作区的非准静态模型也是有可能的。这种模型的拓扑结构与图9.19中的完全相同，但模型参数的表达式当然是不同的。可惜这些表达式很复杂。

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