图文分析MOS管小信号模型-KIA MOS管
MOS管小信号模型
小信号是指对偏置的影响非常小的信号，物理上就是MOS管的线性模型。
数学上，MOS小信号模型实际就是一个泰勒展开的过程，找到一个偏置点对电压电流关系求导数，把高阶部分去掉，留下线性部分。
当在加一个小正弦信号
瞬态响应为：
信号传递过程为：
小信号等效模型
在饱和区时MOS管的漏极电流是栅源电压的函数,即为一个压控电流源，电流值为，且由于栅源之间的低频阻抗很高，因此可得到一个理想的MOS管的小信号模型，如图所示。[对于小信号来说，不会变化的电压相当于地，即上端接地]
实际的模拟集成电路中MOS管存在着二阶效应，而由于沟道调制效应等效于漏源之间的电阻;而衬底偏置效应则体现为背栅效应，即可用漏源之间的等效压控电流源表示，因此MOS管在饱和时的小信号等效模型。
其中
1）gm
gm栅跨导为栅电压对漏电流的控制能力
gm的三种表达式:
其中W/L、ID、VGS-VTH三者只有两个独立元素，可由任意两个元素求出第三个元素
2）gmb
gmb：体现衬偏效应对漏电流的控制作用
γ为体效应系数。在器件模型中，表面势F＝2FF和γ均由工厂提供。0.5um工艺中：对NMOS γ=0.4V1/2；对PMOS γ=-0.4V1/2
3）VBS
VBS为负电压，相当于界面与衬底之间加了一反向电压，这使耗尽区变厚，同时也使源/漏区与衬底的PN结的空间电荷区均变宽，因为这两个结的反向偏置电压值为VBS。
在这种条件下，要吸引源、漏区的电子来产生导电层就必须在栅极加更高的正电压，即VTH变大了。该效应也称为“衬偏效应”或 “背栅效应”。
4）ro
MOS管输出电阻ro的改变可以通过改变偏置电流(ID)，或者改变W/L的方法实现。
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