模拟集成电路设计试卷

1、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

2、 _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（ 1 A） _。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

3、电效应解：实际上， V GS=V TH 时，一个“弱”的反型层仍然存在，并有一些源漏电流，甚至当V GS<V TH 时， I D也并非是无限小，而是与V GS 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V DS 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I D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Vin5、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A V=V Y/V X 。

4、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 V DS 作为参数画出NMOS 晶体管的IDV GS 曲线。要求：（ 1）画三条曲线， VDS 的值分别为V DS1、 V DS2、 V DS3 ，其中 V DS1 <V DS2<V DS3；有适当的分

5、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 V BS=0 、 V BS<0 ；标出曲线中关键转折点的坐标。解：（1） VGSVTH ,I D0VTHVGSVTHVDS,ID1nC ox W (VGS VTH)22LW12VGSVTHVDS ,I Dn CoxL(VGSVTH )VDS2V DS(2)2、画出差动对的输入输出特性曲线（I DV in）。要求：（ 1）标出曲线中关键转折点和极限点的坐标；（ 2）由图分析：通过什么措施可以使差动对的线性度更好。解：其中，增大 ISS 或减小 W/L ，可使电路的线性更好。四简答（每题7 分，共21 分）1

6、、“ MOS器件即使没有传输电流也可能导通”，这种说法正确么？为什么？解：正确。 当 V DS2(VGSVTH) 时，器件工作在深线性区，此时虽然足够的V GS 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。2、什么是体效应？体效应会对电路产生什么影响？解：理想情况下是假设晶体管的衬底和源是短接的，实际上两者并不一定电位相同，当 V B 变得更负时，V TH 增加，这种效应叫做体效应。体效应会改变晶体管的阈值电压。3、带有源极负反馈的共源极放大电路相对于基本共源极电路有什么优点？解：由带有源极负反馈的共源极放大电路的等效跨导表达式得，若 RS>>1/g m，则 Gm

7、1/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 V DS2(VGSVTH ) 时，器件工作在深线性区，此时虽然足够的V GS 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： AvRD11gm 1gm 22、（ 9 分）差动电路如图所示，ISS=1mA

8、， V DD =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=0.5mAmN-3， rON=2× 104 ，rOP=104 ，Av=-g mNONOP， g =3.66 × 10(r| r )=-24.4（ 2）VVVVTHTH 0(|2F SB| 2 F |) 0.7 0.45( | 0.9 0.4 | | 0.9|) 0.786V GS1=0.786+0.27=1.056V ，V in,CM

9、=1.056+0.4=1.456V3、（ 9 分） (W/L) N=10/0.5 ， (W/L) P=10/0.5 ， IREF=100 A ， V DD =3V ，加到 M 1、M 2 栅极的输入共模电平等于 1.5V 。（ 1）分别计算流过晶体管 M 3、 M 4 、 M 5、 M 6 、 M 7 的电流；（ 2）假设 =0，分别计算 =0 和 =0.45V -1 时 P 点电位。解：（ 1） I3=I 4=50 A ，I 5=I 6=200 A， I7=500 A（ 2） =0 ：V P=0.368V后接 =0.766V ， V P4=0.302 .所以 V P 0.302V =0.45V -1：V TH1（ V P=0.368V ）=0.78V ，V P1=0.288V ；V TH2（ V P1=0.288V ）=0.764V ，V P2=0.304 ；V T