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(1)
在文献[2]中,提到了这样一句话,In most CMOS technologies,PMOS devices are quite inferior to NMOS transistors.
也就是说,PMOS的在很多性能上,不如NMOS。为什么呢?
(2)
首先,PMOS中的多子是空穴,NMOS中的多子是电子,而空穴的迁移率要小于电子。
这是因为,当自由电子形成后,它不需要与其他原子进行交互,独立运动。而对于空穴而言,它是需要与其他原子进行交互的,比如说,空穴想从位置1移动到位置3,它不是像电子一样,直接就过去了,而是需要位置2的电子进入位置1中的空穴,以在位置2形成空穴,然后位置3的电子跳入位置2的空穴,以在位置3形成空穴,也就是需要不断重复release-trap-release的过程。
(3)
而NMOS和PMOS的低频I/V公式,如果忽略掉各种二阶效应的话,公式如下图所示。
又因为
那么在相同的尺寸下,NMOS的电流要大于NMOS的电流。
同样的,NMOS和PMOS的互导gm的公式如下图所示。
所以NMOS的互导要大于PMOS的互导。
(4)
在文献[2]中,还提到说,for given dimensions and bias currents,NMOS transistors exhibit a higher output resistance.
同样,在文献[2]中的2.4.4节,有给出0.5um工艺的level 1的spice model参数。
可以看到,沟道调制因子λp=2*λn,又因为:
所以,当偏置电流一样时,NMOS的输出电阻会更大。
(5)
也有个例外,就是当要求闪烁噪声比较低的时候,则会选择PMOS。
参考文献(下载见下图的二维码):
[1] Behzad Razavi, Fundamentals of Microelectronics
[2] Behzad Razavi,Design of Analog CMOS Integrated Circuits
[3] Behzad Razavi,RF Microelectronics
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