一、原理分析
(一)直接分析
1.当晶体管截止的时候,Vout=VDD.
2.当Vin接近VTH时,晶体管导通,不论VDD和RD为何值,M1导通后工作在饱和区,0<VGS-VTH<VDS(饱和区公式),因为S点的电位为0,只剩下G与D点的电位进行比较,刚开始D点的电位=VDD,直流电,很大,所以VGS-VTH<VDD。
3.所以此时Vout=VDD-RD(1/2(W/L) μCox * (Vgs-Vth)^2),所以,刚导通时Vout保持在VDD
4.进一步增大Vin,在输出曲线上可以明显看到Vout下降更多,管子继续工作在饱和区,因为其还满足0<VGS-VTH<VDS(饱和区公式)。直到Vin=Vout+VTH,在A点满足公式3.4.此时达到线性区与饱和区的临界处,所以在输出曲线上会有一点A。
5当Vin>Vin1的时候,M1工作在线性区,M1上的电流此时满足线性区公式。所以Vout=VDD-RD[线性区电流公式]
6.当Vin足够高可以使得M1进入深线性区的时候,Vout<<2(Vin-VTH),MOS管就会作为一个阻值由过驱动电压控制的电阻。
(二)小信号分析
将其等效为小信号时,可以将其视为下图
Vout=-id*RD,id=-gmV1,
Vin-VTH=VDS,VDS=Vout-VS,VDS=Vout,Vout=VDD-RD*I
从上面这个图来看,放大倍数A就是Vout/Vin,Vout=-gmV1RD/V1,V1就等于Vin。所以此电路的增益为-gmRD
二、根据拉扎维书第44页上的共源极模型在candance中进行搭建
三、进行瞬态仿真
1.点击左上角launch--->ADE L
2.之后选择这个
3.瞬态仿真的时间要大于这个信号所给的时间,否则输出达不到想要的效果
4.点击输入与输出,即可看到
5.调整上方的RD变大,即可得到紫色的输出图像
最终选择