
平台君发现大多数标准CMOS数字和模拟电路设计中,MOS管的源漏多数都是对称设计的,为什么要这样做呢?
MOS管物理结构的对称设计,是指源端和漏端的几何形状、尺寸、掺杂浓度、金属连接等完全相同。源漏对称设计对于实现高效、可靠的双向导通特性至关重要。
MOS管源漏对称示意图
(图源:IPBrain平台)
传输门是一个典型的应用场景。它通常由一个NMOS和一个PMOS并联构成,是基本的开关电路,来实现信号的双向传输,这是源漏对称设计最直接的应用。
当它们导通时,信号可以从源极流向漏极,也可以从漏极流向源极,具体取决于哪一端的电势更高。这对于模拟开关、多路复用器、动态逻辑中的预充电和求值阶段至关重要。
举例说明,下图为LTC2484芯片中开关电容放大器电路,通过传输门双向传输信号的功能可以实现对电容充放电。
LTC2484芯片开关电容放大器电路图
(图源:IPBrain平台)
下图可以看到传输门中MOS管源漏的对称设计。
LTC2484芯片MOS管图像
(图源:IPBrain平台)
MOS管源漏对称设计是主流,因为它极大地简化了制造工艺、降低了成本、利用了器件固有的物理对称性、并提供了电路设计的灵活性。这是基于大规模集成电路制造的经济性和通用性考虑做出的最优选择。
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