华中科技大学CMOS拉扎维第三章课后作业中文答案教学内容.doc

华中科技大学CMOS拉扎维第三章课后作业中文答案

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3．1
分析：对于PMOS和NMOS管二极管连接形式的CS放大电路，最大的区别在于PMOS做负载无体效应，所以这里应该考虑gmb的影响。同时，由于L=0.5，沟道长度比较短，所以，沟长调制效应也应该考虑进去。

同理
∵
∴
VO = 1.46V

输出电阻:

∴增益
M2换为PMOS管，则可忽略M2的体效应，同理可得

∴增益
3.2
（a）∵
∴
又
∴
∴增益
（b）求输出电压的最大摆幅及求输出电压最大值与最小值之差
分析可知，当M1管处于临界三极管区时输出电压有最小值Vomin，此时有：

有以上两式可推得 Vomin=0.27
当M2管处于临界三极管区是输出电压有最大值Vomax，同理有：

VSDMIN = 0.99 ∴ Vomax = VDD-VSDMIN = 2V
∴输出电压的最大摆幅为Vomax - Vomin = 1.73V

3.3
（a）∵
∴

∴ 增益
（b）∵M1工作在线性区边缘
∴

由以上两式可得 ，
∴

∴ 增益
（c）各区域主要由决定，进入线性区50mV即三极管临界区的减小50mV
∵ 临界区的
所以进入线性区50mV时的=0.39V
∴
∴
又∵ 三极管区

∴增益
3.12
分析：已知各支路电流及M1宽长比，可求得M1过驱动电压即，从而由M2的 及电流可求得其宽长比。
∵
M1处于临界三极管区有：

∴ 对M2分析可得：

此时小信号增益为：
3.14
分析：已知支路电流可求得电路输出电阻，由增益表达式可知M1跨导，从而可求得M1宽长比；又由输出摆幅可推出M2宽长比。
∵
∴

∴ 由
又因为输出电压摆幅为2.2V，可得：

3.15略
3.19略
3.20
分析：小信号等效电路图不便绘制，一下解答皆用大信号分析然后对输入求偏导得出小信号增益。
（a）对点列节点电流方程：

上式对求偏导得：
（b）对点列节点电流方程：

上式对求偏导得：
（c）对点列节点电流方程：

上式对求偏导得：
3.21
（a）输出短路求等效跨导

从M2漏端看上去的电阻为
∴ 输出电阻
∴ 小信号增益为
（b）M1、M3为二极管连接，等效为一个电阻设M1、M3等效电阻分别为、

小信号分析，求得等效跨导：

输出电阻为：
∴ 小信号增益为
（c）M1、M3为二极管连接，等效为一个电阻设M1、M3等效电阻分别为、

做小信号等效电路分析得：

由上式可得：
（d）与（b）题类似M1、M3为电流源连接等效电阻分别为、

小信号分析，求得等效跨导：

输出电阻为：
∴ 小信号增益为
3.24
（a）∵
考虑体效应与沟道长度调制效应有：

又
∴

∴ 带源极负反馈的共源极放大器的等效跨导:

又∵ 输出阻抗
∴ 小信号增益为
（b）M1工作在线性区边缘有：
又 ①
②
由①②两式可推得：
∵
∴等效跨导
增益为
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