Circuito de la bomba de carga con un MOSFET

En este ejemplo solo se usan capacitancias intrínsecas. La capacitancia desde la puerta al canal es 1pF o 0.5pF desde la puerta al drenaje y 0.5pF desde la puerta a la fuente.

Los condensadores que están conectados al drenaje y la fuente también son 0.5pF. Básicamente, tenemos un divisor de voltaje capacitivo con un canal de compuerta de 1pF y un condensador de tierra de canal de 1pF.

Antes de que todo esto pueda suceder, se requiere un canal, por lo que necesitamos un voltaje de umbral para invertir el área debajo de la puerta. Luego, el exceso de voltaje (Vin-VT) se divide en partes iguales entre las dos tapas de 1pF, lo que da como resultado (Vin-VT) / 2 en el lado de drenaje (y la fuente).

Tal vez debería agregar, que el circuito que se muestra NO es una bomba de carga. Simplemente se utiliza para demostrar que los defectos de los modelos de transistores no conservadores de carga que exhiben un efecto de bombeo de carga. Un modelo conservador de carga (y un modelo físicamente correcto) no mostrará ningún efecto de bombeo de carga.

Para comprender mejor por qué VT debe ser subractada, se muestra a continuación una curva Q-V para el condensador MOS.

Por debajo del voltaje de umbral, la carga permanece casi constante, el transistor tiene una capacitancia muy pequeña (casi cero). Por encima de VT, la relación entre la tensión y la carga es lineal. El transistor actúa como un condensador.

Why \$ v_D = \frac{(v_{IN} - V_T)}{2} \$ here?:

Tiene que ver con la capacitancia del canal de puerta del MOSFET. Hasta que se establezca el canal, la capacitancia es mínima y, como resultado, la puerta puede oscilar sin demasiado movimiento del S / D. Entonces, en realidad, la primera pequeña excursión de la puerta hasta \ $ V_ {th} \ $ es gratis y luego se obtiene la ratiometría (división de voltaje) que ocurre por encima de eso. Es por eso que necesita restar \ $ V_ {th} \ $ from \ $ V_ {in} \ $.