2014年哈工大CMOS期末考试试题

2014年春季学期CMOS期末考试试题一、填空题。（2’X8）1.WhenNMOStransistorsareinsaturationregion,andneglectingsecondeffectsuchastheChannel-lengthmodulationandthebody-effect,ID=.2.Thegainofthecommon-sourcestagewitharesistorloadis.(neglectingtheChannel-lengthmodulation,theresistanceoftheresistorisRO,thetransconductanceoftheinputtransistorisgm)3.Whenphasemargin=degree,thestabilityandtransientresponseoftheamplifierisbalanced.4.Comparedwithacommon-sourcestage,theeffectisdecreasedinacascadestage,thus,theworkfrequencyrangeofthecascadestageislargerthanthatofthecommon-sourcestagewithsimilarsize.5.Theofnoiseispredictable.Sincethesignalsarenotperiodic,themeasurementmustbecarriedoutoveralongtime.6.ThenoisespectrumofnoiseinaresistorRisexpressedasSv(f)=.7.在反馈系统中，环路传输函数具有两个极点，第二极点正好处于增益交点处，则采用波特图分析方法，相位裕度为度。8.交叉耦合LC振荡器的振荡频率是。二、判断题。（2’X7）1.反馈电路可以改善电路的线性度。（）2.对于不相关波形（不同的噪声机制），即非相关噪声源功率的叠加是不成立的。（）3.差动电路由于比基本的共源级电路中的器件多，因此差动电路的偏置电路相比基本共源极电路要难于设计。（）4.由于电流源负载和尾电流源可能出现失配，因此全差动的运算放大器可以采用差模反馈电路来稳定共模。（）5.在波特图中，每遇到一个极点，幅值曲线的斜率按（-20dB/dec）变化。（）6.由于在标准N阱COMS工艺中不能形成独立的NPN晶体管，因此在带隙基准中不能使用NPN晶体管结构。（）7.反馈电路不可能发生振荡。（）三、简答题。（10’X5）1.分别画出电流源做负载的共源极，共漏极，共栅极以及共源共栅极基本放大器的电路图，并写出其中共源极的增益表达式。（以MOS管偏置电流ID为变量）2.推导如图的基本差动对的差模增益和共模增益。（其中电路是完全对称的，即RD1=RD2=RD,gm1=gm2=gm,电流源ISS具有有限输出电阻rSS）3.说明基本电流镜电路的工作原理。如何消除MOS的沟道长度调制效应对电流复制带来的影响，画出相应电路图。4.说明下图的带隙基准电路的工作原理。（注意说明获得零温度系数电压的原理）5.以单位增益开关电容采样器为例，画出电路原理图，说明其开关电容电路工作原理。同时，为了消除沟道电荷注入的影响，从采样到放大模式，开关顺序是什么？四、设计题（10’X2）1.设计一个一级运算放大器。(a)采用电流源做负载的差动对。画出电路图，给出设计过程，并给出相关关系式。(b)导出用偏置电流ISS和器件尺寸W、L表示的增益AO的表达式，如果尾电流源和负载电流源均采用理想电流源表示，画出以输入管L为参数的AO~ISS的曲线示意图。（注意λ∝1/L）2.设计一个二级运算放大器，第一级为电流镜做负载的差动对，增益值为40dB，输出电阻为100kΩ，输出处的节点电容为200fF；第二级采用基本的共源极放大器，增益值为20dB，输出电阻为20kΩ，负载电容为10pF，画出波特图，分析电路的稳定性，并讨论补偿办法。