MOSFET como VCCS o resistencia variable

Un MOSFET actúa como una resistencia variable en la región lineal y un VCCS en la región de saturación. En saturación, el VCCS tiene una resistencia de salida de señal pequeña debido a la modulación de la longitud del canal, pero no tiene el mismo comportamiento que la región lineal.

En saturación, la corriente de drenaje viene dada por la ecuación:

$$I_D = k(V_{GS} - V_{T})^2(1 + \lambda V_{DS})$$

Podemos calcular la conductancia drenaje-fuente (1/resistencia) como:

$$G_{sat} = \frac {dI_D}{dV_{DS}} = \lambda k (V_{GS} - V_T)^2$$

En la región lineal, la corriente de drenaje viene dada por:

$$I_D = k[2(V_{GS} - V_T)V_{DS} - V_{DS}^2]$$

Si$V_{DS} << V_{GS} - V_T$, esto se reduce a:

$$I_D = 2k(V_{GS} - V_T)V_{DS}$$

y la conductancia es:

$$G_{lin} = \frac {dI_D}{dV_{DS}} = 2k(V_{GS} - V_T)$$

Por ellos mismos,$G_{sat}$y$G_{lin}$no te veas tan diferente. En mi opinión, las principales diferencias son:

1. La saturación supone que$V_{DS} > V_{GS} - V_T$, y necesita una fuente actual para modelar eso.

2. La región lineal se utiliza para la conmutación. Un modelo de resistencia es útil para estimar la disipación de energía cuando el interruptor está encendido.

3. Lambda suele ser muy pequeño (~0,01), por lo que la resistencia de salida de saturación es un efecto de segundo orden. En la región lineal,$V_{DS}$es tan importante como$V_{GS}$.

Estoy bastante seguro de que son lo mismo que una fuente de corriente controlada por voltaje, pero nunca he visto esa descripción exacta. Una fuente de restricción actual sería una resistencia. Por lo general, como MOSFET como resistencia es un dispositivo óhmico, entonces presioné las matemáticas como si el dispositivo fuera exclusivamente una resistencia MOSFET saturada (es decir, un dispositivo controlado por movilidad) y obtienes lo siguiente:

$$R_{ON}=res\left(\frac{L}{t_{inv}W}\right)=\left(\frac{1}{n_{inv}q\mu_n}\right)\left(\frac{L}{t_{inv}W}\right)$$ Esto entonces se convierte $$R_{ON}=\frac{1}{\mu_n C_{ox}\frac{W}{L}\left(V_{gs}-V_{th}\right)}$$

porque$q n_{inv} \mu_n =Q_{inv}=C_{ox} \left(V_{gs}-V_{th}\right)$Ahí está su análisis de orden cero.