MOSFET在模拟电路上的应用【百科全说】

模拟电路

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有一段时间，MOSFET并非模拟电路设计工程师的首选，因为模拟电路设计重视的性能参数，如晶体管的转导（transconductance）或是电流的驱动力上，MOSFET不如BJT来得适合模拟电路的需求。但是随著MOSFET技术的不断演进，今日的CMOS技术也已经可以符合很多模拟电路的规格需求。再加上MOSFET因为结构的关系，没有BJT的一些致命缺点，如热破坏（thermal runaway）。另外，MOSFET在线性区的压控电阻特性亦可在积体电路里用来取代传统的多晶硅电阻（polyresistor），或是MOS电容本身可以用来取代常用的多晶硅—绝缘体—多晶硅电容（PIP capacitor），甚至在适当的电路控制下可以表现出电感（inductor）的特性，这些好处都是BJT很难提供的。也就是说，MOSFET除了扮演原本晶体管的角色外，也可以用来作为模拟电路中大量使用的被动元件（passivedevice）。这样的优点让采用MOSFET实现模拟电路不但可以满足规格上的需求，还可以有效缩小芯片的面积，降低生产成本。随著半导体制造技术的进步，对于整合更多功能至单一芯片的需求也跟著大幅提升，此时用MOSFET设计模拟电路的另外一个优点也随之浮现。为了减少在印刷电路板（PrintedCircuit Board,PCB）上使用的积体电路数量、减少封装成本与缩小系统的体积，很多原本独立的类比芯片与数位芯片被整合至同一个芯片内。MOSFET原本在数位积体电路上就有很大的竞争优势，在类比积体电路上也大量采用MOSFET之后，把这两种不同功能的电路整合起来的困难度也显著的下降。另外像是某些混合讯号电路（Mixed-signal circuits），如类比/数位转换器（Analog-to-Digital Converter,ADC），也得以利用MOSFET技术设计出效能更好的产品。还有一种整合MOSFET与BJT各自优点的制程技术：BiCMOS（Bipolar-CMOS）也越来越受欢迎。BJT元件在驱动大电流的能力上仍然比一般的CMOS优异，在可靠度方面也有一些优势，例如不容易被“静电放电”（ESD）破坏。所以很多同时需要复噪声号处理以及强大电流驱动能力的积体电路产品会使用BiCMOS技术来制作。

MOSFET在模拟电路上的应用

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