Схема подкачки заряда с одним полевым МОП-транзистором

В этом примере используются только собственные емкости. Емкость от затвора до канала составляет 1 пФ или 0,5 пФ от затвора до стока и 0,5 пФ от затвора до истока.

Конденсаторы, которые подключены к стоку и истоку, также имеют емкость 0,5 пФ. Итак, в основном у нас есть емкостный делитель напряжения с затвором-каналом 1 пФ и конденсатором канала-земли 1 пФ.

Прежде чем все это может произойти, требуется канал, поэтому нам нужно пороговое напряжение, чтобы инвертировать область под затвором. Затем избыточное напряжение (Vin-VT) делится поровну между двумя конденсаторами 1 пФ, в результате чего (Vin-VT)/2 на стороне стока (и истока).

Возможно, я должен добавить, что показанная схема НЕ является зарядным насосом. Он просто используется для демонстрации недостатков моделей транзисторов без сохранения заряда, которые демонстрируют эффект накачки заряда. Модель, консервативная по заряду (и физически правильная модель), не покажет никакого эффекта накачки заряда.

Чтобы лучше понять, почему VT нужно вычитать, кривая QV для МОП-конденсатора показана ниже.

Ниже порогового напряжения заряд остается почти постоянным, емкость транзистора очень мала (почти нулевая). Выше VT зависимость между напряжением и зарядом носит линейный характер. Транзистор работает как конденсатор.

Why \$ v_D = \frac{(v_{IN} - V_T)}{2} \$ here?:

Это связано с емкостью канала затвора MOSFET. Пока канал не установлен, емкость минимальна, и в результате ворота могут качаться без слишком большого движения S/D. Так что на самом деле первая небольшая экскурсия по воротам до$V_{th}$бесплатно, а затем вы получаете логометрический (деление напряжения), происходящий выше этого. Поэтому нужно вычесть$V_{th}$от$V_{in}$.