拉扎维模拟cmos集成电路设计作业答案详解完整.pptx

第1页/共38页2.1、W/L=50/0.5，假设|VDS|=3V，当|VGS|从0上升到3V时，画出NFET和PFET的漏电流VGS变化曲线解：NMOS管： 假设阈值电压VTH=0.7V,不考虑亚阈值导电 当VGS0.7V时，NMOS管工作在截止区，则ID=0 当VGS0.7V时， NMOS管工作在饱和区，NMOS管的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则第2页/共38页PMOS管： 假设阈值电压VTH= -0.8V,不考虑亚阈值导电 当| VGS | 0.8V 时，PMOS管工作在截止区，则ID=0 当| VGS | ≥0.8V时， PMOS管工作在饱和区，PMOS管的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则第3页/共38页2.2 W/L=50/0.5, |ID|=0.5mA，计算NMOS和PMOS的跨导和输出阻抗，以及本证增益gmro解：本题忽略侧向扩散LD1）NMOS2）PMOS第4页/共38页2.3 导出用ID和W/L表示的gmro的表达式。画出以L为参数的gmro~ID的曲线。注意λ∝L解：第5页/共38页2.4 分别画出MOS晶体管的ID~VGS曲线。a) 以VDS作为参数；b)以VBS为参数，并在特性曲线中标出夹断点解：以NMOS为例当VGSVTH时，MOS截止，则ID=0当VTHVGSVDS+VTH时，MOS工作在饱和区当VGSVDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）第6页/共38页2.5 对于图2.42的每个电路，画出IX和晶体管跨导关于VX的函数曲线草图，VX从0变化到VDD。在(a)中，假设Vx从0变化到1.5V。 （VDD=3V）(a)上式有效的条件为即第7页/共38页(a)综合以上分析VX1.97V时，M1工作在截止区，则IX=0, gm=0VX1.97V时，M1工作饱和区，则第8页/共38页(b) λ=γ=0, VTH=0.7V当0VX1V时，MOS管的源-漏交换工作在线性区，则当1VVX1.2V时,MOS管工作在线性区第9页/共38页当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区第10页/共38页(C) λ=γ=0, VTH=0.7V当VX0.3V时，MOS管的源-漏交换，工作在饱和区当VX≥0.3V时，MOS管工作截止区第11页/共38页(d) λ=γ=0, VTH=-0.8V当0VX≤1.8V时，MOS管上端为漏极，下端为源极，MOS管工作在饱和区当1.8VVX≤1.9V时，MOS管工作在线性区第12页/共38页当VX1.9V时，MOS管S与D交换MOS管工作线性区第13页/共38页(e) λ=0,当VX=0时,VTH=0.893V，此时MOS工作在饱和区随着VX增加，VSB降低，VTH降低，此时MOS管的过驱动电压增加，MOS管工作在饱和区；直到过驱动VDSAT上升到等于0.5V时，MOS管将进入线性区，则有第14页/共38页当VX1.82V时，MOS管工作在线性区 ？？？？第15页/共38页2.7 对于图2.44的每个电路，画出Vout关于Vin的函数曲线草图。Vin从0变化到VDD=3V。解：(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V右图中，MOS管源-漏极交换当Vin0.7V时，M1工作在截止区，Vout=0当0.7Vin≤1.7V时，M1工作在饱和区，则当1.7VVin3V时，M1工作在线性区，则第16页/共38页2.7 (b) λ=γ=0 , VTH=0.7V当0Vin1.3V时，M1工作在线性区，则当Vin≥1.3V时，M1工作在饱和区，则第17页/共38页2.7 (c) λ=γ=0 , VTH=0.7V当0Vin2.3V时，M1工作在线性区，则当Vin≥2.3V时，M1工作在饱和区，则第18页/共38页2.7 (d) λ=γ=0 , VTH=-0.8V当0Vin1.8V时，M1工作在截止区，则M1工作在饱和区边缘的条件为Vout=1.8V，此时假设Vin=Vin1，因而当1.8VVinVin1时，M1工作在饱和区当Vin1Vin时，M1工作在线性区第19页/共38页2.9 对于图2.46的每个电路，画出IX和VX关于时间的函数曲线图。C1的初始电压等于3V。(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V，VbVTH当Vb-0.7 ≤ VX≤3V时，M1工作在饱和区当VX Vb-0.7时，M1工作在线性区，则第20页/共38页K当VX Vb-0.7时，M1工作在线性区，则第21页/共38页2.9 (b) λ=γ=0 , VTH=0.7V当 VX初始电压为3V，M1工作在饱和区t=0时, VX=3V, 第22页/共38页2.9 (c) λ=γ=0 , VTH=0.7V当 VX初始电压为3V，VDS=0V，M1工作在深线性区第23页/共38页2.9 (d) λ=γ=0