CMOS试卷

《模拟CMOS集成电路设计》2014-15学年下学期期末卷A专业姓名学号一：填空题（3*5=15分）1.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。2.源跟随器主要应用是起到电流缓冲器的作用。3.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，为了抑制沟道长度调制效应带来的误差，可以进一步将其改为共源共栅电流镜结构。4.运用密勒定理将a图中的电路转换成b图。求其相应的Z1=，Z2=。(a)(b)5.λ为沟道长度调制系数，λ值与沟道长度成反比(正比、反比)。二：名词解释(5*4=20)(1)阈值电压(2)相位裕度(3)通孔(4)体效应(5)共模反馈1.阈值电压：在源和漏之间开始形成载流子沟道使得晶体管导通时对应的栅源电压。即载流子开始从源端向界面并最终流到源端的VGS。2.相位裕度：系统在增益幅值为1的时对应的相位与-180。的差值即为相位，定义为PM=180。+∠Βh(ω=ω1)3.通孔：CMOS版图中金属与金属互连的孔4.体效应:衬底电压VB与源端电压不相等，随着VB的下降，Qd增加，VT也会增加，这种效应叫体效应。5.共模反馈：检测输出的共模电平，将其与同一个参看电压进行比较并将误差送回放大器的偏置网络来有根据地调节放大器的偏置电流。三：简答题1.简述差分放大器相比于单端放大器的优点。(5分)1.对环境噪声具有更强的抗干扰能力，抑制了共模噪声2.增大了可得到的最大电压摆幅3.偏置电路更简单和更高的线性度2.简述下图电路的优缺点，并画出可以解决该电路缺点之一的电路图。(10分)答：图示为采用二极管连接的负载的共源级。优点：1.用二极管连接的MOS管做负载，可以精确控制阻值。2.在饱和区时，输入与输出呈线性，即增益不受偏置电压，电流影响缺点：1.增益是器件尺寸的弱函数，大增益需极大的器件尺寸，增大了寄生电容2.减小了输出电压的摆幅解决输出摆幅小的电路图。在二极管连接的的MOS管上并联一个电流源。3.画出下列电路的小信号等效电路并求出其增益。(10)答：小信号等效电路图如下图所示。)(inSDmGSmDRIVgVgISmmDmRggVIG1inSmmDmVRgRGA1gRD4.根据下列版图画出它所对应的电路图。(10分)答：上图所对应的电路图如下。四.计算题(15*2=30分)1.一个放大器的前向增益A0=1000，两个极点为ωp1和ωp2.对于ωp1=1MHZ，如果(a)ωp1=ωp2(b)ωp2=4ωp1,请计算这两种情况下单位增益反馈环路的相位裕度。答：(1)设单位增益的频率为ω1则dBdBp60lg40116.3111p得6.311886.31arctanarctan11pwH所以相位裕度为9288180(2)MHZp11MHZp42则dBMHZMHZdBMHZdB6014lg204lg401解得MHZ2.6315.175arctanarctan1221PPPH所以相位裕度为5.45.1751802.计算下图所示的电路的电压增益。假设λ=0.解M1的小信号电流gm1Vin,被RP和向M2源端看进去所看到的阻抗1/(gm2+gmb2)分成两部分。因此，流过M2的电流等于PmbmPmbminmDRggRggVgI)(1)(222212所以PmbmPmbmminDmRggRgggVIG)(1)(222212电压增益等于DPmbmPmbmmDmVRRggRgggRGA)(1)(22221