CMOS第一次作业
1、推导下单管构成的四类放大器的输入输出阻值的情况(如电压放大器的输入高阻、输出高阻)。
第一类:VCVS,VOA电压放大,输入电阻作为输入端电压源负载,为了能够分得更高的信号源电压,电压放大器的输入电阻应为高阻;而输出电阻作为输出端电压信号源内阻,
为了使驱动负载的能力更强,电压放大器的输出电阻应为低阻。
第二类:CCVS,ROA跨阻放大,输入电阻作为输入端电流源负载,为了能够分得更高的信号源电流,跨阻放大器的输入电阻应为低阻;输出电阻作为输出端电压源信号源内阻,
为了使驱动负载的能力更强,跨阻放大器的输出电阻应为低阻。
第三类:VCCS,GOA跨导放大,输入电阻作为输入端电压源负载,为了能够分得更高的信号源电压,电压放大器的输入电阻应为高阻;输出电阻作为输出端电流源信号源内阻,
为了使驱动负载的能力更强,跨导放大器的输出电阻应为高阻。
第四类:CCCS,IOA电流放大,输入电阻作为输入端电流源负载,为了能够分得更高的信号源电流,跨阻放大器的输入电阻应为低阻;输出电阻作为输出端电流源信号源内阻,
为了使驱动负载的能力更强,跨导放大器的输出电阻应为高阻。
2、MOS管可作为放大元件的原因是什么?忽略沟道长度调制效应,写出NMOS管在饱和区和线性区的IV特性方程;并根据跨导的定义,分别写出饱和区和线性区跨导的表达式,比较二者的大小。MOS管具有多种属性在不同的工作条件约束下,MOS管在电路中有哪些用法?分别举例说明。
(1)、VGD≤VTH时,沟道夹断,电流饱和,在VGS不变的情况下,IDS不随VDS变化;但在
静态工作点VGS上叠加一个小信号,IDS会发生大变化,起到放大的作用。
(2)、NMOS管在线性区的IV特性方程:
IDS
wl
Cox
VDS
VGS
VTHkVDS
k
wl
Cox
VGSVTH
NMOS管在饱和区的IV特性方程:
IDS
1k22
f(3)、饱和区跨导:
k
wl
Cox
VGSVTH
线性区跨导:
gm
IDSVGS
k
k
wl
Cox
VGSVTH
gm
IDSVGS
kVDS
k
wl
Cox
由于线性区VDSΔ,所以饱和区跨导大于线性区跨导。
(4)、①、Amplifer:为三端口器件,Vgs≠0时,如共漏放大器;
②、高阻阻抗:Vgs=0,工作在恒流区,如恒流源;
③、低阻阻抗:有两种情况,第一种情况是Vgs=0,工作在线性区;第二种情况是G、D端
短路,为二端口器件,如恒流源;
3、分析比较BJT管和MOS管及其构成电路的优缺点。
BJT管为电流控制元件,MOS管为电压控制元件:
(1)、BJT管高频特性好,负载能力强;
(2)、MOS管输入阻抗r