模拟集成电路设计试卷.doc

1、与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按_比例_缩小，CMOS电路被证明具有_较低_的制造成本。2、 放大应用时，通常使MOS管工作在_ 饱和_区，电流受栅源过驱动电压控制，我们定义_跨导_来表示电压转换电流的能力。3、为沟长调制效应系数，对于较长的沟道，值_较小_（较大、较小）。4、源跟随器主要应用是起到_电压缓冲器_的作用。5、共源共栅放大器结构的一个重要特性就是_输出阻抗_很高，因此可以做成_恒定电流源_。6、由于_尾电流源输出阻抗为有限值_或_电路不完全对称_等因素，共模输入电平的变化会引起差动输出的改变。7、理想情况下，_电流镜_结构可以精确地复制电流而不受工艺和温度的影响，实际应用中，为了抑制沟长调制效应带来的误差，可以进一步将其改进为_共源共栅电流镜_结构。8、为方便求解，在一定条件下可用_极点结点关联_法估算系统的极点频率。9、与差动对结合使用的有源电流镜结构如下图所示，电路的输入电容Cin为_ CF（1A）_。10、为沟长调制效应系数，值与沟道长度成_反比_（正比、反比）。二名词解释（每题3分，共15分）1、阱解：在CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，其中某一类器件要做在一个“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的“局部衬底”叫做阱。2、亚阈值导电效应解：实际上，VGS=VTH时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当VGSVTH时，ID也并非是无限小，而是与VGS呈指数关系，这种效应叫亚阈值导电效应。3、沟道长度调制解：当栅与漏之间的电压增大时，实际的反型沟道长度逐渐减小，也就是说，L实际上是VDS的函数，这种效应称为沟道长度调制。4、等效跨导Gm解：对于某种具体的电路结构，定义为电路的等效跨导，来表示输入电压转换成输出电流的能力5、米勒定理解：如果将图（a）的电路转换成图（b）的电路，则Z1=Z/(1-AV)，Z2=Z/(1-AV-1)，其中AV=VY/VX。这种现象可总结为米勒定理。6、N阱:解：CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，若衬底为P型，则PMOS管要做在一个N型的“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的N型“局部衬底”叫做N阱。7、有源电流镜解：像有源器件一样用来处理信号的电流镜结构叫做有源电流镜。8、输出摆幅解:输出电压最大值与最小值之间的差。三画图题（每题8分，共16分）1、以VDS作为参数画出NMOS晶体管的IDVGS曲线。要求：（1）画三条曲线，VDS的值分别为VDS1、VDS2、VDS3，其中VDS1VDS2VDS3；有适当的分析推导过程，并标出曲线中关键转折点的坐标。（2）画两条曲线，VDS的值分别为VBS=0、VBS1/gm，则Gm1/RS，所以漏电流是输入电压的线性函数。所以相对于基本共源极电路，带有源极负反馈的共源极放大电路具有更好的线性。4. 在传输电流为零的情况下，MOS器件也可能导通么？说明理由。 解：可能。当时，器件工作在深线性区，此时虽然足够的VGS可以满足器件的导通条件，但是VDS很小，以至于没有传输电流五分析计算题（共34分）（下列题目中使用教材表2.1所列的器件数据，所有器件尺寸都是有效值，单位均为微米。）1、（7分）假设=0，计算图示电路的小信号增益（表达式）。解： 2、（9分）差动电路如图所示，ISS=1mA，VDD=3V，(W/L)1、2=(W/L)3、4=50/0.5。（1）假设=0，求差动电压增益；（2）=0.45 V-1时，如果ISS上的压降至少为0.4V，求最小的允许输入共模电平。解：（1）ID=0.5mA，gmN=3.6610-3，rON=2104，rOP=104，Av=-gmN(rON | rOP)=-24.4（2）VGS1=0.786+0.27=1.056V，Vin,CM=1.056+0.4=1.456V 3、（9分）(W/L)N=10/0.5，(W/L)P=10/0.5，IREF=100A，VDD=3V，加到M1、M2栅极的输入共模电平等于1.5V。（1）分别计算流过晶体管M3、 M4 、M5、 M6 、M7的电流；（2）假设=0，分别计算=0和=0.45V-1时P点电位。解：（1）I3=I4=50A，I5=I6=200A，I7=500A（2）=0：VP=0.368V 后接=0.766V，VP4=0.302.所以VP0.302V=0.45V-1：VTH1（VP=0.368V）=0.78V，VP1=0.288V；VTH2（VP1=0.288V）=0.764V，VP2=0.304；VTH3（VP2=0.304V）=0.767V，VP3=0.301；VTH4（VP3=0.301V）=0.766V，VP4=0.302；VTH5（VP4=0.302V）4、（9分）画出下图共源极高频模型的小信号等效电路，并利用小信号模型精确推导系统的极点频率。解：