电路与系统答案

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1、l题1，电阻，二极管形式连接的MOS管和栅接固定偏置的MOS作负载的共源放大器的小信号分析，写出电路的增益和输出阻抗。答：电阻作负载——输出阻抗：增益：二极管作负载——输出阻抗：增益：固定偏置作负载——输出阻抗：增益：l题2，试用频率响应节点近似分析方法来分析电阻作负载的单级共源放大器(增益>10)的频率响应特性，写出其传递函数。答：如图存在两个节点：X和Vout在节点X处，由miller近似有CX=CGS+(1-Av)CGDRX=RS主极点为：非主极点为：所以传递函数为：l题3，试列举无源电阻、无源电容的种类答：电阻：源

2、/漏扩散电阻、P阱（N阱）扩散电阻（阱电阻或沟道电阻）、注入电阻、多晶电阻、薄膜电阻；电容：PN结电容、MOS电容、多晶与体硅之间的电容（PIS）、双多晶电容（PIP）、MOS器件作电容、金属与多晶电容（MIP）、多晶与场注入区的电容、MIM电容l题4，简单MOS电流镜大的电流增益系统误差是由哪种二阶效应引起的？有什么可以减小电流镜电流增益系统误差的方法？为什么？答：沟道长度调制效应，可以增加电流镜沟道长度，这样可以减少调制系数。因为由于沟道调制效应有其中λ为沟道调制系数l题5，什么是噪声功率谱密度和转角频率？答：噪声功率

3、谱密度：功率谱密度表示了在每一频率下，信号所带有的功率大小。在以某一频率为中心的1Hz带宽内，信号所带有的平均功率称为该信号在该频率下的功率谱密度。转角（Corner）频率：对于MOS管来说，Flicker噪声与漏端电流噪声的影响一样时的工作频率。l题6，导致差分放大器成为非平衡结构的失配因素有哪些？如何评价这些失配因素的影响？有何方法减小失配？因素：有差分输入对管不匹配、还有运放的负载管的匹配以及版图匹配影响；放大器的失配与温漂在输出端产生了难以分辨的直流差模电压；减少适配方法：可以增大差分输入对管尺寸、由工艺消除失配、

4、版图减少失配等。l题7，试分析高频小信号下MOS管工作在饱和区、线性区时的电容特性，包括电容的种类及容值。答：1、栅与沟道之间的栅氧电容C2=WLCox，其中Cox为单位面积栅氧电容ox/tox;2、沟道耗尽层电容：3、源漏区与衬底间的结电容：Cbd、Cbs,而每一个单位面积PN结的势垒电容;为：,源漏的总结电容可表示为：;4、交叠电容（多晶栅覆盖源漏区所形成的电容，每单位宽度的交叠电容记为Col）：包括栅源交叠电容与栅漏交叠电容：由于是环状的电场线，C1与C4不能简单地写成WdCox，需通过更复杂的计算才能得到，且它的值

5、与衬底偏置有关。1)栅漏交叠电容，2)栅源交叠电容，结合右图分别介绍饱和区和线性区的电容。5、栅与衬底间电容。l题8，饱和区和线性区萨式方程答：饱和区时：线性区时：l题9，如图所示，试画出M1管栅极输入电压Vi从低电平(0V)至VDD变化过程中，输出电压Vo的变化曲线（注意衬底偏置效应的影响）答：拉扎维中文版P22l题10，什么是差分信号？差分信号处理电路相对于单端信号处理电路有哪些优点和缺点？答：差分信号——两个节点电位之差，且这两个节点的点位相对于某一固定电位大小相等，相位相反；优点：抗干扰能力强、消除共模干扰，只放大

6、差模信号缺点：由于有两个输入端口，所以消耗了更多功耗、需要更大的面积l题11，考虑MOS管二阶效应的影响，画出如下图所示共源共栅放大器的低频小信号等效电路并进行小信号分析，推导出MOS管工作在饱和区时的跨导Gm、输出阻抗Rout和低频小信号电压增益Av的表达式。答：跨导为——输出阻抗：电压增益为：l题12，低压cascode电流镜有哪些优点？试设计一种提供偏置电压Vb的电路，使该电流镜能达到最大的输出电压摆幅。假设所有晶体管宽长比都为W/L。答：优点：（a）输出电压大于一定值时，输出电流基本不随输出电压的变化而变化（b）不

7、存在电流增益系统误差（c）最小输出电压：设计的偏置电压结构如下：当所有尺寸都为W/L时，那么提供偏置电压Vb尺寸0.25W/L，但是在实际设计时，需要留有一定的余量，取为0.2W/L。l题13，什么是miller等效，在基本两级OTA电路中，miller电容补偿的作用是什么？一般情况下，miller补偿后，两级OTA电路中的主极点是第一级放大器输出节点还是第二级放大器输出节点？miller等效：如图，如果跨接在两个节点之间的阻抗可以转换为两个节点的对地阻抗，则三个阻抗之间存在如下关系：miller电容补偿的作用：mille

8、r补偿电容一般接在基本放大器第二级的输入端与输出端之间，补偿电容的miller效应可以有效降低差分输入级输出端所引入的极点频率，使该极点成为主极点之外，它还能将另外一个极点推到更高的频率上，造成所谓的极点分裂。一般miller补偿后，两级OTA电路中的主极点是第一级放大器输出节点l题14，试分析如下带隙