模拟CMOS集成电路复习题库及答案

模拟CMOS集成电路期末复习题库及答案整理人：李明1．MOSFET跨导𝑔𝑚是如何定义的。在不考虑沟道长度调制时，写出MOSFET在饱和区的𝑔𝑚与𝑉𝐺𝑆−𝑉𝑇𝐻、√𝐼𝐷和1𝑉𝐺𝑆−𝑉𝑇𝐻的关系表示式。画出它们各自的变化曲线。2．MOSFET的跨导𝑔𝑚是如何定义的。在考虑沟道长度调制时，写出MOSFET在饱和区的𝑔𝑚与𝑉𝐺𝑆−𝑉𝑇𝐻、√𝐼𝐷和1𝑉𝐺𝑆−𝑉𝑇𝐻的关系表示式。画出它们各自的变化曲线。解：MOSFET跨导𝑔𝑚的定义：由于MOSFET工作再饱和区时，其电流受栅源过驱动电压控制，所以我们可以定义一个性能系数来表示电压转换电流的能力。更准确地说，由于在处理信号的过程中，我们要考虑电压和电流的变化，因此我们把这个性能系数定义为漏电流的变化量除以栅源电压的变化量。我们称之为“跨导”，并用𝑔𝑚来表示，其数值表示为：在不考虑沟道长度调制时：在考虑沟道长度调制时：3．画出考虑体效应和沟道长度调制效应后的MOSFET小信号等效电路。写出𝑟𝑜和𝑔𝑚𝑏的定义，并由此定义推出𝑟𝑜和𝑔𝑚𝑏表示式。解：4．画出由NMOS和PMOS二极管作负载的MOSFET共源级电路图。对其中NMOS二极管负载共源级电路，推出忽略沟道长度调制效应后的增益表示式，分析说明器件尺寸和偏置电流对增益的影响。对PMOS二极管负载的共源级电路，对其增益表示式作出与上同样的分析。5．画出MOS共源共栅级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。并推出此共源共栅级电路的电压增益和输出电阻表示式。解：6．画出带源极负反馈电阻的以电阻作负载的MOS共源级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。写出此电路的等效跨导定义式，并由此推出在不考虑沟道长度调制和体效应情况下的小信号电压增益表示式。画出其漏电流和跨导随𝑉𝑖𝑛的变化曲线图。7．画出带源极负反馈电阻的以电阻作负载的MOS共源级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。写出此电路的等效跨导定义式，并由此推出考虑沟道长度调制和体效应情况下的小信号电压增益表示式。画出其漏电流和跨导随𝑉𝑖𝑛的变化曲线图。解：8．画出以二极管连接的MOS为负载的差动对和以电流源为负载的差动对的电路图。并求出这两种电路的小信号增益。解：9．下图给出一个电阻负载共源级放大器的高频模型。画出其小信号等效电路。并由此等效电路推出其传输函数。就此传输函数，简要说明电路的零极点分布情况。解：10．对如下图所示的共源级电路，画出其含有噪声的电路模型。并根据此模型图写出其输出噪声电压𝑉𝑛，𝑜𝑢𝑡2̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅和输入噪声电压𝑉𝑛，𝑖𝑛2̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅。解：11．下图是一个电路系统的环路增益波特图，由图分析此系统的极点和零点情况。指出系统的稳定性，写出系统的开环和闭环传输函数，并由此求出闭环系统的极点公式来。解：12．下图给出了一个采用共源共栅的两级运放电路。分析指出其极点位置，画出其环路增益的波特图。如要对此电路进行密勒补偿，补偿电容加在哪里，其值应等于多少？解：13．下图所示的电路，在忽略体效应的情况下，分析写出𝐼𝑜𝑢𝑡的表示式。并就此表示式进行简要的分析说明。解：14．对下图所示的有反馈的共栅级电路，忽略沟道长度调制，分析给出其开环和闭环输入阻抗表示式。并作简要分析说明。解：15．对下图（a）所示的电路，简要分析并明其功能。根据图（b）的简化等效电路，推出𝑉𝑜𝑢𝑡/𝑉𝑖𝑛的关系表达式。解：