Малосигнальная модель МДП транзистора

В малосигнальной эквивалентной схеме (рис. 2.6) нелинейная зависимость тока от трех напряжений между электродами транзистора линеаризована. Ток является функцией трех напряжений:

;

Поэтому малое приращение этого тока можно представить в виде:

,

где - крутизна (по затвору);

- выходная проводимость;

- крутизна по подложке.

Все емкости в линейной модели являются константами, величина которых определяется режимом работы транзистора по постоянному току.

Рис. 2.6 - Малосигнальная эквивалентная схема п-МДП транзистора

Генераторы тока i_nD, i_nrD, i_nrS моделируют тепловой шум соответствующих сопротивлений (частный случай диффузионного шума при нормальном распределении носителей заряда по скоростям):

- спектральная плотность этого шума [А²/ Гц].

Спектральная плотность теплового шума не зависит от частоты (белый шум).

Генератор тока I_{N d} моделирует шумовой ток канала:

- спектральная плотность этого шума.

KF - коэффициент шума

Первый член в правой части описывает тепловой белый шум [А²/ Гц].

Второй член описывает фликкер-шум. Его спектральная плотность пропорциональна .

Практически часто используется выражение шумового напряжения:

,

где - отношение малосигнальной крутизны по подложке к проводимости канала.

Если не учитывать фликкер-шум, то можно получить выражение:

,

или, если представлять в зависимости от входного шумового напряжения:

,

Где B - постоянная для n- и p-канальных транзисторов, определяемая используемым технологическим процессом.

Представленная модель является оценочной, поскольку для предварительных расчетов в большинстве случаев хватает провести оценку, а более точные параметры выясняются путем моделирования с использованием моделей различных уровней. Современные САПР используют для моделирования spice модели BSIM 3v3.