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1、 2013 集成電路分析與設計 試卷A 答案 一．填空題（每空2分，共20分） 1、與其它類型的晶體管相比，MOS器件的尺寸很容易按比例__縮小_（縮小、增大），CMOS電路被證明具有_較低_ （較低、較高）的制造成本。 2、放大應用時，通常使MOS管工作在_飽和區(qū)_（飽和區(qū)、線性區(qū)），電流受柵源過驅動電壓控制，我們定義_跨導_（跨導、電導）來表示電壓轉換電流的能力。 3、λ為溝長調制效應系數(shù)，λ值與溝道長度成_反比_（正比、反比）。 4、源跟隨器主要應用是起到___電壓緩沖器___（電壓緩沖器、電平移動）的作用。 5、共源共柵放大器結構的一個重要特性就是_輸出阻抗_（輸出阻抗、

2、輸入阻抗）很高，因此可以做成___恒定電流源_（恒定電流源、恒定電壓源）。 6、理想情況下，_電流鏡_（電流鏡、電流源）結構可以精確地復制電流而不受工藝和溫度的影響，實際應用中，為了抑制溝長調制效應帶來的誤差，可以進一步將其改進為__共源共柵電流鏡__（共源共柵電流鏡、低輸出擺幅電流源）結構。 二．簡答（每題4分，共20分） 1、什么是NMOS管的溝道調制效應？寫出NMOS管的具有溝道調制效應漏極電流的計算公式。 答：在MOS管工作于飽和狀態(tài)時，MOS管的導電溝道會發(fā)生夾斷，且夾斷點的位置隨柵漏間的電壓差的增加而向源極移動，既有效溝道、長度實際上是Vds的函數(shù)。這一效應稱為“溝道調

3、制效應”。（2分） 該效應下，漏極電流的計算公式： （2分） 2、什么是體效應？體效應會對電路產(chǎn)生什么影響？ 答：理想情況下是假設晶體管的襯底和源是短接的，實際上兩者并不一定電位相同，當VB變得更負時，VTH增加，這種效應叫做體效應。體效應會改變晶體管的閾值電壓。（4分） 3、什么是等效跨導Gm？ 答：對于某種具體的電路結構，定義為電路的等效跨導，來表示輸 入電壓轉換成輸出電流的能力。（4分） 4、如果將圖（a）的電路轉換成圖（b）的電路，則Z1=Z/(1-AV)，Z2=Z/(1-AV-1)，其中AV=VY/VX。這種現(xiàn)象可總結為密勒定理。（4分） 5、什么是亞

4、閾值導電效應？ 答：實際上，VGS=VTH時，一個“弱”的反型層仍然存在，并有一些源漏電流，甚至當VGS

5、 （1分） 飽和區(qū)：，且 （2分） 三極管區(qū)：，且 （2分） 根據(jù)三個區(qū)域的輸出電壓，畫出該電路的輸入輸出特性曲線，其中：Vin從0到VTH為截止區(qū)；Vin從VTH到Vin1為飽和區(qū)；Vin從Vin1開始，進入線性區(qū)，（V為M1工作在線性區(qū)和飽和區(qū)的交界點）（2分） 2、畫出NMOS帶有負反饋電阻RS的共源放大器考慮溝道調制效應、襯底效應的低頻小信號等效電路(不包括NMOS負載電阻RD)。（10分） 四．分析計算題（共40分） 1、采用電流源負載的共源放大器如下

6、圖所示，其中：M2和M3的尺寸相同，假設在忽略溝道調制效應和襯底效應條件下，流過M2和M3的電流相同，如果MOS管的λn=0.1，λp=0.2, Kn=50μA/V2，求該電路的跨導、輸出電阻和小信號增益。（20分） 解：（4分） 其中： （4分） （4分） （4分） （4分） 2、在下圖所示的采用二極管連接負載的差動對電路中，，，λn=0.1，λp=0.2，差動對的參數(shù)為：(W/L)1,2=50/0.5，(W/L)3,4=10/0.5，ISS=0.5mA，ISS由NMOS來提供，(W/L)SS=50/0.5。求： a）求電路的小信號差動增益（10分） b）若M

7、3管和M4管的溝道寬度失配，分別為W3=10mm和W4=11mm，那么電路的共模抑制比(CMRR)為多少？（10分） 解：a）對稱情況下， （4分） （2分） （2分） （2分） b）M3與M4的寬長比失配等效為差分對負載電阻阻值失配 （1分） （2分） （2分） （1分） （3分） （1分） 5 教學-材料