在RF設(shè)計(jì)中,經(jīng)常用到無源元件電感,電感的面積較大,占芯片較大部分面積,介紹一種有源電感模型,通過簡單的MOS電路實(shí)現(xiàn),相對于螺旋電感來說,面積會減小很多,但是Q值會比較小,不適用于窄帶電路設(shè)計(jì),一般可應(yīng)用在寬帶和超寬帶等電路設(shè)計(jì)中,如超寬帶LNA電路。
如圖所示,是一種簡單的有源電感電路,僅有一個NMOS管和電阻,一般當(dāng)作負(fù)載使用。
圖1
小信號分析圖如下,其中Cgs表示MOS柵漏電容,CL表示MOS源級的負(fù)載電容,計(jì)算看進(jìn)去的阻抗大小。
圖2
阻抗表達(dá)式有一個左半邊的零點(diǎn)和二個極點(diǎn),假設(shè)零點(diǎn)小于主極點(diǎn),可畫出如下頻率響應(yīng)圖:
圖3
其中零點(diǎn)Z1=1/CgsR,主極點(diǎn)P1=gm/(CL+Cgs),在Z1到P1的區(qū)間,阻抗隨著頻率的上升和上升,和電感的性質(zhì)相同,因此,這段區(qū)間可以用一個電阻1/gm和電感CgsR/gm串聯(lián)來模擬,即阻抗Zin為:
對于有源電感來說,需要Z1>P1,即1/CgsR
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