第六章习题解答

g m rds1 rds 3 设g m1 g m 2 g m3 g m
g m1 g m3 rds1 rds 3 g m2
2， 3、已知如下图所示运放，其中MOS管器件参数：K=25 A/V n 2 -1 Kp=10A/V ，n=p==0.04V ， 则：
g m2 g m5 Av g ds 2 g ds 4 g ds 8 g ds 5
g m2
W 2 k n I ds 2 2 4 25 60 109 .5S L 2
W 2 k p I ds 5 2 7 10 40 74.8S L 5
g m5
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g ds 2 n I ds 2 0.04 60 2.4S
g ds 4 p I ds 4 0.04 60 2.4S
gds 5 p I ds 5 0.04 40 1.6S
g ds8 n I ds8 0.04 40 1.6S
v2 rds 3 i0 g m3 v1 v2 g mbs 3 v2


i0 rds 2 g m3 g m1 rds1 1 rds 2 i0 g mbs 3 rds 2 i0 rds 3 i0 1 g m 2 rds 2 1 g r 1 g r m2 ds 2 m2 ds 2
（１）、根据图中所示电路结构判断宜选Ｎ阱还是Ｐ阱工艺实 现集成？简述理由。 （２）、若VDD=5V，VSS=-5V，求运放的静态功耗 Pdiss 和小信 号电压增益AV（忽略输出级产生的负载）。
解： （1） 应采用P阱CMOS工艺。理由： 由电路拓扑可知，该电路为无缓冲二级放大器，差分放大 器作输入级，为消除输入NMOS管的衬底偏置效应导致的阈值 电压漂移，应使其VBS=0。如将NMOS管做在p型衬底上，则衬 底必须接最低电位Vss，而NMOS差分对的共同源端电位至少比 Vss高一个饱和压降Vdsat7，必有VBS<0，显然有衬偏效应。因此 应考虑将 NMOS差分对做在 P阱中，利用阱的电位浮动技术， 将其B、S短接，确保VBS=0。
第六章 习题
1、MOS型和双极型模拟集成电路相比各有何特点？ 2、画出威尔逊电流镜的电路图、小信号等效电路，并求出其 输出电阻r0=? 解： 由Wilson电流镜电路可得其小信号等效电路：
v1 ir g m1 v2 rds1 v1 g m1 rds1 v2
此电路的输出等效电阻
rout g m3 g m1 rds1 1 rds 2 vout rds 2 g mbs 3 rds 2 rds 3 1 i0 1 g m 2 rds 2 1 g r 1 g r m2 ds 2 m2 ds 2
（2） 运放的静态功耗是指从VDD到VSS的直流通路所消耗 的功率，此电路共有3条直流通路，即分别通过M6、M7、M8 的电流通道，由已知条件得： I6=20A I7=I6(S7/S6)=206=120A
I8= I6(S8/S6)=202=40A
静态功耗为 Pdiss=(VDD-VSS)(20+120+40)=1800W=1.8mW 此两级放大器的增益应为差分放大级和共源放大级增益的乘 积，即
ir 0
i0 rds 2 v2 i0 g m 2 v2 rds 2 v2 1 g m 2 rds 2
vgs3 v1 v2
vbs 3 v2
则：
vout v2 rds 3 i0 g m3 v gs 3 g mbs 3 vbs 3
rds 2 1 g m3 g m1 rds1 rds 3 g m3 rds 3 g mbs 3 rds 3 rds 3 1 g m 2 rds 2
rds 3

rds 2 1 g m3 g m1 rds1 rds 3 g m3 1 rds 3 1 g m 2 rds 2
将以上各值代入增益表达式中，可求出该电路小 信号增益：
109 .5 74.8 Av 533 .2 2.4 2 1.6 2