模拟CMOS集成电路设计考试题答案.docx

《模拟CMOS集成电路设计》小测验II （答案写在答题纸上） 对下图的两个电路，画出IX和晶体管跨导gm关于VX的函数关系草图，设VX变化从0V到5V。本题中设，。 解：对于(a)，有 如果源、漏将交换角色，有 且 ，晶体管处于非饱和状态 有 如果源、漏将交换角色，有 且 ，晶体管处于非饱和状态 有 如果源、漏将交换角色，有 且 ，晶体管处于饱和状态 有 故有IX和晶体管跨导gm关于VX的函数关系草图 对于(b)，有 如果源、漏将交换角色，有 且 ，晶体管处于饱和状态 有 如果晶体管处于关断状态，有 故有IX和晶体管跨导gm关于VX的函数关系草图 对于下图所示自偏置高摆幅共源共栅电流电路，若所有管子的尺寸均为，且。求该电流漏的(最小输出电压)和自偏置电阻R。 参数符号 参数描述 NMOS PMOS 单位 V 阈值电压（） 0.7 -0.7 跨导参数 100 50 体阈值参数 0 0 沟道长度调制参数 0.05 0.05 解： 要保证图示自偏置高摆幅共源共栅电流电路高品质正常工作，必须满足以下两个条件： 所有晶体管必须工作在饱和状态。 在电流漏的最大工作电压范围的指标要求下，每个晶体管在可能的情况下，尽量工作在临界饱和状态。 设满足指定偏置电流的晶体管饱和电压为，晶体管的开启电压为，有 M1处于饱和区，且保证指定的直流工作电流，其栅极电压为，且M1的漏极电压最低可为 而M3要处于饱和区，同样保证指定的直流工作电流，有栅源电压为，且M3的漏极电压最低可为 因此，有电阻R上的电压降为。且输出的为 由题设，有 故有 而电阻R为 画出下图的威尔逊电流镜电路的小信号模型，并计算其小信号输出电阻和VMIN（最小输出电压）。图中所有晶体管都处于饱和工作状态（不考虑电容效应）。 有如下方程： 整理，得 有输出电压为 将前式代入并整理，得 输出电阻为 对于最小输出电压，有如下分析 M2处于饱和区，且保证指定的直流工作电流，其栅极电压为，有且M2的漏极电压最低可为 而M3要处于饱和区，同样保证指定的直流工作电流，有栅源电压为，且M3的栅极电压最低可为，有M3的漏极电压为 故最小输出电压为。 P109 题4.17 （a）图。