华中科技大学CMOS拉扎维第二章课后作业答案中文版

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拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版中文

IX

1 2
nCOX
W L
[2 0.2(VX
1) (VX

1)
2
]

1 2
nCOX
W L
(1.4 VX )(VX
1)
gm

nCOX
W L
VDS

nCOX
W L
(Vx
1)
Copyright for zhouqn
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
IX
+
IX

1 2
nCOX
IX

1 2
PCox
W L
(0.1)2
gm

PCox
W L
(0.1)
+ 1.9V
-
② 当1.8V<VX≤1.9V时，MOS管工作在线性区
IX

1 2
PCox
W L
[2 (0.1) (VX
1.9) (VX
1.9)2 ]
gm

PCox
W L
(VX
1.9)
Copyright for zhouqn
第二章作业答案
Copyright for zhouqn
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：
a) NMOS管：假设阈值电压VTH=0.7V,不考虑亚阈值导电
① 当VGS<0.7V时，NMOS管工作在截止区，则ID=0 ② 当VGS>0.7V时， NMOS管工作在饱和区，NMOS管
0 8.854 1012 F / m sio2 3.9

第2章习题解答

第２章习题解答2.1 假设某电视系统扫描参数为Z=9行时，取α=0.2，β=1/9，画出隔行扫描光栅形成图。

要与行场扫描电流波形图相对应。

解：本题是针对传统的CRT 显示器扫描光栅形成而言的。

当Z=9时，隔行扫描每场为4.5行。

为简单计，设f H =1Hz ，则T H =1S ，f F =f H /Z=1/9Hz ，T F =9S ，f V = 2f F =2/9Hz ，T V =0.45S ， T Hr =T H α=0.2S ，T Ht =0.8S ，T Vr = T V β＝0.5S ，T Vt =4S 。

根据波形图的时间关系，两场扫描轨迹如下图所示：AA'BC隔行扫描光栅图图四行扫描正程轨迹是一条由左上向右下略微倾斜的直线(如图中黑实线所示)，而行扫描逆程轨迹则是一条由右上向左下略微倾斜的直线(如图中黑虚线所示)。

因为T Ht :T Hr =4:1，所以行扫描逆程电子束垂直方向移动的距离应为行扫描正程移动距离的1/4。

第一场扫描从屏幕的左上角a 点开始。

第一场扫描正程结束时，行扫描刚好完成4行的扫描，其逆程应从屏幕的左下角b 点开始。

由于场扫描逆程是0.5s ，行扫描正程是0.8s ，因此在第一场扫描逆程结束时完成第5行扫描正程的5/8，电子束位置处在屏幕最上方水平方向上的5/8处，如图中c 点所示。

这5/8个第5行扫描正程位于场逆程，用红虚线表示。

第二场正程从第5行扫描正程的5/8处（c 点）开始，第二场正程结束点应是第9行正程的5/8处（图中e 点）。

第二场逆程期间包含了第9行正程剩余的3/8（0.3s ）及其逆程（红虚线所示）。

由于场逆程时间是0.5s ，第9行正程结束时与屏幕右端线交点是其高度的3/5处（从下向上计），如图中f 点。

对应第9行的逆程则是从该点至屏幕的左上角a 点。

将行、场逆程轨迹消隐，并将两场图形相加，得到隔行扫描光栅如右图所示。

2.5 一隔行扫描电视系统，α=18%，K =4/3, K e (1-β)=0.7, f v =50Hz,计算Z =405行和Z =819行时的行频f H 和视频信号频带宽度Δf 。

华中科技大学CMOS拉扎维第二章课后作业答案中文版

CMOS Analog DesignHome work 1 SolutionBy: 张涛（tomjerry@ ）2007年3月18日作业内容：一、书本上的习题2.22.5 (a)、(b)、(c)2.6 (a)、(b)2.72.152.82.182.24参考解答过程2.2.（1）对于NMOS ，工作在饱和区时，有： =()(1)OX GS TH DS W nC V V V L u λ-+≈=3.66mA V 1Dro I λ==20k ΩA=Gm ro =73.3（2）对于PMOS ，公式基本同上 =()(1)p OX GS TH DS W C V V V L u λ-+≈=1.96mA V 1Dro I λ==10k ΩA=Gm ro =19.62.5a.若不考虑二级效应，则 = 21()2X D OX GS TH W I I nC V V L u ==-实际情况下，由于衬偏效应会影响TH VIX~VX 曲线图b.（1）当0〈X V 〈1时，S 、D 反向VGS-VTH=1.2-VX 〉VDS此时，NMOS 处于S 、D 方向的三极管区（2）当1〈X V 〈1.2时，VGS-VTH=0.2>VDS=VX-1 （未考虑衬偏效应）此时，NMOS 处于正向导通的三极管区 IX=212*0.2(1)(1)2n OX W C Vx Vx L u ⎡⎤---⎣⎦（3）当VX ≥1.2时NMOS 处于饱和区 = 21(0.2)2OX W nC L uIX~VX 曲线图未考虑衬偏效应时的曲线若考虑衬偏效应，则VTH 增大，当衬偏效应比较小，反向后仍有VGS>VTH ，曲线同上，当衬偏效应比较大时，VGS<VTH ，则MOS 管在反向之后一直截止，曲线如下：IX~VX 曲线图考虑衬偏效应时的曲线（c ）（1）0<Vx<0.3时，MOS 管反向导通。

（未考虑衬偏效应）VGS=1-VX VDS=1.9-VXVGS-VTH=0.3-VX<VDS=1.9-VXNMOS 处于反向导通的饱和区此时Ix=-21(0.3)2OX W nC Vx L u -（2）当VX >0.3 时，MOS 管截止IX~VX 曲线图考虑衬偏效应后，曲线与X 轴的交点会该变位置2.6 |VGS|=()112VDD VX R R R -+|VDS|=()VDD VX -所以|VDS|>|VGS|-|VTH|PMOS 处于饱区 =21()1||212DD X OX THp W V V pC R V L R R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦=()1||12DD X p OX THp W V V C R V L R R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦ID~VX 曲线图Gm 与VX 曲线图 |VGS|=()212VDD VX R R R -+|VDS|=()VDD VX -所以VDS>VGS-VTHPMOS 处于饱区 =21()2212DD X OX THN W V V nC R V L R R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦=()212DD X OX THN W V V nC R V L R R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦ID~VX 曲线图Gm 与VX 曲线图2.7 （为了简化运算和分析，这里没有考虑二级效应）1.VOUT 有电流通过R1产生，电路工作时，S 、D 反向。

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理(冈萨雷斯版，第二版)课后习题及解答(部分)Ch 22.1使用2.1节提供的背景信息，并采用纯几何方法，如果纸上的打印点离眼睛0.2m 远，估计眼睛能辨别的最小打印点的直径。

为了简明起见，假定当在黄斑处的像点变得远比视网膜区域的接收器（锥状体）直径小的时候，视觉系统已经不能检测到该点。

进一步假定黄斑可用1.5mm × 1.5mm 的方阵模型化，并且杆状体和锥状体间的空间在该阵列上的均匀分布。

解：对应点的视网膜图像的直径x 可通过如下图题2.1所示的相似三角形几何关系得到，即()()220.20.014d x = 解得x =0.07d 。

根据2.1节内容，我们知道：如果把黄斑想象为一个有337000个成像单元的正方形传感器阵列，它转换成一个大小580×580成像单元的阵列。

假设成像单元之间的间距相等，这表明在总长为1.5 mm 的一条线上有580个成像单元和579个成像单元间隔。

则每个成像单元和成像单元间隔的大小为s =[(1.5 mm)/1159]=1.3×10-6 m 。

如果在黄斑上的成像点的大小是小于一个可分辨的成像单元，在我们可以认为改点对于眼睛来说不可见。

换句话说，眼睛不能检测到以下直径的点：x =0.07d<1.3×10-6m ，即d <18.6×10-6 m 。

下图附带解释：因为眼睛对近处的物体聚焦时，肌肉会使晶状体变得较厚，折射能力也相对提高，此时物体离眼睛距离0.2 m ，相对较近。

而当晶状体的折射能力由最小变到最大时，晶状体的聚焦中心与视网膜的距离由17 mm 缩小到14 mm ，所以此图中选取14mm(原书图2.3选取的是17 mm)。

图题2.12.2 当在白天进入一个黑暗的剧场时，在能看清并找到空座位时要用一段时间适应，2.1节(视觉感知要素)描述的视觉过程在这种情况下起什么作用？解：根据人眼的亮度适应性，1）由于户外与剧场亮度差异很大，因此当人进入一个黑暗的剧场时，无法适应如此大的亮度差异，在剧场中什么也看不见；2）人眼不断调节亮度适应范围，逐渐的将视觉亮度中心调整到剧场的亮度范围，因此又可以看见、分清场景中的物体了。

拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版PPT课件

1 2
nCOX
W L
[2
0.2(VX
1) (VX
1)2
]
1 2
nCOX
W L
(1.4 VX )(VX
1)
gm
nCOX
W L
VDS
nCOX
W L
(Vx
1)
第8页/共37页
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
IX
+
IX
1 2
nCOX
W L
(VGS
VTH )2
1 2
nCOX
W L
(0.2)2
1.9V
+ VX
-
第14页/共37页
2.7 对于图2.44的每个电路，画出Vout关于
M1
Vin的函数曲线草图。Vin从0变化到
解(右aV：)图DλD=中=γ3=，V0。M, VOTSH管=0源.7V-漏极交换
Vin +
1V -
M1
• 当Vin<0.7V时，M1工作在截止区，
Vin
Vout=0
• 当0.7<Vin≤1.7V时，M1工作在饱和区，则
10k
gmro 1.96 103 10 103 19.6
第3页/共37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：
gm
2Cox
W L
ID
ro
1
ID
gmro
2Cox
W L
ID
1
ID
A
WL ID
第4页/共37页
2.4 分别画出MOS晶体管的ID~VGS曲线。a) 以VDS作

模电课后(康华光版)习题答案2

第二章部分习题解答2.4.6 加减运算电路如图题8.1.3所求，求输出电压v o 的表达式。

解：方法一：应用虚短概念和叠加原理。

令 v s3=v s4=0，则212211245s s s f s f ov v v R R v R R v --=--='再令v s1=v s2=0，则4343534533543541131165.7205.71210124||||||||s s s s s p v v v v vs R R R R R v R R R R R v +=+++=+++=434321445122511131164.15501||1s s s s pf o v v v v v R R R v +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=''图题8.1.3将ov '和o v ''叠加便得到总的输出电压432144512251245s s s s o o o v v v v v v v ++--=''+'= 方法二：用虚断列节点方程54433221R v R v v R v v R v v R v v R v v p ps ps f o N N s N st =-+--=-+-令v p =v N联立求解上述方程，结果与方法一相同。

2.4.2 图题8.1.7为一增益线性调节运放电路，试推导该电路的电压增益)(21I I oV v v v A -=的表达式。

解： A 1、A 2是电压跟随器，有2211,I o I o v v v v ==图题8.1.7利用虚短和虚断概念，有⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=-=-=-=-3343424313223131p N oo o p p o N N o v v v R R v R v v R v v R v R v v将上述方程组联立求解，得oo o v R R R v R v R ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-4312212，故314221R R R R v v v A I I o V -=-=2.4.1 一高输入电阻的桥式放大电路如图题8.1.8所示，试写出v o =f(δ)的表达式⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=R R δ。

拉扎维_模拟CMOS集成电路设计课后答案

CORRECTIONS TO SOLUTIONS MANUALIn the new edition, some chapter problems have been reordered and equations and ﬁgure refer-ences have changed. The solutions manual is based on the preview edition and therefore must be corrected to apply to the new edition. Below is a list reﬂecting those changes.The “NEW” column contains the problem numbers in the new edition. If that problem was origi-nally under another number in the preview edition,that number will be listed in the“PREVIEW”column on the same line.In addition,if a reference used in that problem has changed,that change will be noted under the problem number in quotes. Chapters and problems not listed are unchanged.For example:NEW PREVIEW--------------4.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”The above means that problem4.18in the new edition was problem4.5in the preview edition.To ﬁnd its solution, look up problem 4.5 in the solutions manual. Also, the problem 4.5 solution referred to “Fig. 4.35” and “Fig. 4.36” and should now be “Fig. 4.38” and “Fig. 4.39,” respec-tively._____________________________________________________________________________ CHAPTER 3NEW PREVIEW--------------3.1 3.83.2 3.93.3 3.113.4 3.123.5 3.133.6 3.143.7 3.15“From 3.6” “From 3.14”3.8 3.163.9 3.173.10 3.183.11 3.193.12 3.203.13 3.213.14 3.223.15 3.13.16 3.23.17 3.2’3.18 3.33.19 3.43.20 3.53.21 3.63.22 3.73.23 3.103.24 3.233.25 3.243.26 3.253.27 3.263.28 3.273.29 3.28 CHAPTER 4NEW PREVIEW--------------4.1 4.124.2 4.134.3 4.144.4 4.154.5 4.164.6 4.174.7 4.18“p. 4.6” “p. 4.17”4.8 4.194.9 4.204.10 4.214.11 4.224.12 4.234.13 4.24“p. 4.9” “p. 4.20”4.14 4.1“(4.52)” “(4.51)”“(4.53)” “(4.52)”4.15 4.24.16 4.34.17 4.44.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”4.19 4.6“Fig 4.39(c)” “Fig 4.36(c)”4.20 4.74.21 4.84.22 4.94.23 4.104.24 4.114.25 4.254.26 4.26“p. 4.9” “p. 4.20”CHAPTER 5NEW PREVIEW--------------5.1 5.165.2 5.175.3 5.185.4 5.195.5 5.205.6 5.215.7 5.225.8 5.235.9 5.15.10 5.25.11 5.35.12 5.45.13 5.55.14 5.65.15 5.75.16 5.85.17 5.95.18 5.10“Similar to 5.18(a)” “Similar to 5.10(a)”5.19 5.115.20 5.125.21 5.135.22 5.145.23 5.15CHAPTER 6NEW PREVIEW--------------6.1 6.76.2 6.86.3 6.9“from eq(6.23)” “from eq(6.20)”6.4 6.106.5 6.11“eq (6.52)” “eq (6.49)”6.6 6.16.7 6.26.8 6.36.9 6.46.10 6.56.11 6.66.13 6.13“eq (6.56)” “eq (6.53)”“problem 3” “problem 9”6.16 6.16“to (6.23) & (6.80)” “to (6.20) & (6.76)”6.17 6.17“equation (6.23)” “equation (6.20)”CHAPTER 7NEW PREVIEW--------------7.27.2“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)”7.177.17“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)7.197.19“eqns 7.66 and 7.67” “eqns 7.60 and 7.61”7.217.21“eqn. 7.66” “eqn. 7.60”7.227.22“eqns 7.70 and 7.71” “eqns. 7.64 and 7.65”7.237.23“eqn. 7.71” “eqn. 7.65”7.247.24“eqn 7.79” “eqn 7.73”CHAPTER 8NEW PREVIEW--------------8.18.58.28.68.38.78.48.88.58.98.68.108.78.118.88.18.98.28.108.38.118.48.138.13“problem 8.5” “problem 8.9”CHAPTER 13NEW PREVIEW--------------3.17 3.17“Eq. (3.123)” “Eq. (3.119)”CHAPTER 14 - New Chapter, “Oscillators”CHAPTER 15 - New Chapter, “Phase-Locked Loops”CHAPTER 16 - Was Chapter 14 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 14 to 16. CHAPTER 17 - Was Chapter 15 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 15 to 17. CHAPTER 18 - Was Chapter 16 in Preview Ed.NEW PREVIEW--------------18.316.3“Fig. 18.12(c)” “Fig. 16.13(c)”18.816.8“Fig. 18.33(a,b,c,d)” “Fig. 16.34(a,b,c,d)”Also, change all chapter references from 16 to 18.。

华中科技大学CMOS拉扎维第二章课后作业答案中文版

CMOS Analog Design Home work 1 SolutionBy: 涛（tomjerry126.） 2007年3月18日作业容：一、书本上的习题 2.22.5 (a)、(b)、(c) 2.6 (a)、(b) 2.7 2.15 2.8 2.18 2.24参考解答过程2.2.（1）对于NMOS ，工作在饱和区时，有：21()(1)2D OX GS TH DS W I nC V V V L u λ=-+ DGSI Gm V ∂=∂ =()(1)OX GS TH DS WnC V V V L u λ-+≈=3.66mA V1Dro I λ==20k Ω A=Gm ro =73.3 （2）对于PMOS ，公式基本同上21()(1)2D p OX GS TH DS W I C V V V Lu λ=-+ DGSI Gm V ∂=∂ =()(1)p OX GS TH DS W C V V V Lu λ-+≈=1.96mAV1Dro I λ==10k Ω A=Gm ro =19.62.5a.若不考虑二级效应，则21()2X D OX GS TH W I I nC V V Lu ==- = 21()2X D OXGS TH WI I nC V V Lu ==- 实际情况下，由于衬偏效应会影响TH V GS DD X V V V -= DS DD X V V V -= SB X V V =0TH TH V V γ=+21()2X OX GS TH W I nC V V L u =- 201((22)2OX GS TH F X F WnC V V V Lu γ-=-∅+-∅IX~VX 曲线图b.（1）当0〈X V 〈1时，S 、D 反向 1.9GS X V V =- 1DS X V V =-VGS-VTH=1.2-VX 〉VDS此时，NMOS 处于S 、D 方向的三极管区X I =212(1.2)(1)(1)2n OX W C Vx Vx Vx Lu ⎡⎤-----⎣⎦ （2）当1〈X V 〈1.2时，VGS-VTH=0.2>VDS=VX-1 （未考虑衬偏效应）此时，NMOS 处于正向导通的三极管区IX=212*0.2(1)(1)2n OX W C Vx Vx Lu ⎡⎤---⎣⎦ （3）当VX ≥1.2时NMOS 处于饱和区21()2X OX GS TH W I nC V V L u =- = 21(0.2)2OXWnC L uIX~VX 曲线图未考虑衬偏效应时的曲线若考虑衬偏效应，则VTH 增大，当衬偏效应比较小，反向后仍有VGS>VTH ，曲线同上，当衬偏效应比较大时，VGS<VTH ，则MOS 管在反向之后一直截止，曲线如下：IX~VX 曲线图考虑衬偏效应时的曲线（c ）（1）0<Vx<0.3时，MOS 管反向导通。

华中科技大学CMOS拉扎维第二章课后作业答案中文版

CMOS Analog Design Home work 1 SolutionBy: 张涛（） 2007年3月18日作业内容：一、书本上的习题(a)、(b)、(c) (a)、(b)参考解答过程.（1）对于NMOS ，工作在饱和区时，有：21()(1)2D OX GS TH DS W I nC V V V L u λ=-+ DGSI Gm V ∂=∂ =()(1)OX GS TH DS WnC V V V L u λ-+≈=1Dro I λ==20k Ω A=Gm ro = （2）对于PMOS ，公式基本同上21()(1)2D p OX GS TH DS W I C V V V Lu λ=-+ DGSI Gm V ∂=∂ =()(1)p OX GS TH DS WC V V V L u λ-+≈=1Dro I λ==10k Ω A=Gm ro =a.若不考虑二级效应，则21()2X D OX GS TH W I I nC V V Lu ==-= 21()2X D OX GS TH W I I nC V V Lu ==- 实际情况下，由于衬偏效应会影响TH VGS DD X V V V -= DS DD X V V V -=SB X V V =0(22)TH TH F SB F V V V γ=+∅+-∅21()2X OX GS TH W I nC V V L u =- 201((22)2OX GS TH F X F WnC V V V Lu γ-=-∅+-∅IX~VX 曲线图b.（1）当0〈X V 〈1时，S 、D 反向1.9GS X V V =- 1DS X V V =-VGS-VTH= 〉VDS此时，NMOS 处于S 、D 方向的三极管区X I =212(1.2)(1)(1)2n OX W C Vx Vx Vx Lu ⎡⎤-----⎣⎦ （2）当1〈X V 〈时，VGS-VTH=>VDS=VX-1 （未考虑衬偏效应）此时，NMOS 处于正向导通的三极管区IX=212*0.2(1)(1)2n OX W C Vx Vx Lu ⎡⎤---⎣⎦ （3）当VX ≥时 NMOS 处于饱和区21()2X OX GS TH W I nC V V L u =- = 21(0.2)2OX W nC L uIX~VX 曲线图未考虑衬偏效应时的曲线若考虑衬偏效应，则VTH 增大，当衬偏效应比较小，反向后仍有VGS>VTH ，曲线同上，当衬偏效应比较大时，VGS<VTH ，则MOS 管在反向之后一直截止，曲线如下：IX~VX 曲线图考虑衬偏效应时的曲线（c ）（1）0<Vx<时，MOS 管反向导通。

拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答案中文共40页文档

55、为中华之常成于困约，而败于奢靡。——陆游 52、生命不等于是呼吸，生命是活动。——卢梭
53、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。 ——易卜生 54、唯书籍不朽。——乔特
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答案中文
1、合法而稳定的权力在使用得当时很少遇到抵抗。 ——塞 ·约翰逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感；权力不易确定之处始终存在着危险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金子可以拉着它的鼻子走。— —莎士比

拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版

gmnC O XW LV D SnC O XW L(1 V x)
② 当1V<VX<1.2V时,MOS管工作在线性区
I X 1 2 n C O X W L [ 2 0 . 2 ( V X 1 ) ( V X 1 ) 2 ] 1 2 n C O X W L ( 1 . 4 V X ) ( V X 1 )
W
W
gmnC O XLV D SnC O XL(V x 1 )
精品课件
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
IX
+
IX 1 2n C O X W L ( V G S V T H )2 1 2n C O X W L (0 .2 )2
1.9V
VX
M1
-
+
g mn C O XW L(V G S V T H )0 .2n C O XW L
1
ID2
pC oxL W eff (V G SV TH)2(1p3)
ID4 .8 1 0 3(V S G0 .8 )2
08.8541012F/msio2 3.9
Cox
0 sio2 tox
3.837103F/m2
精品课件
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：
gm
2Cox
W L
ID
ro
1 ID
gmro
2CoxW LID1 IDA
W L ID
精品课件
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
+

拉扎维 Razavi Analog CMOS 课后习题答案

拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案 ppt课件 (2)

p 100cm2 /V / s LD 0.09106 m
p 0.2V 1 tox 9 109 m
ID
1 2
pCox
W Leff
(VGS
VTH )2 (1 p 3)
ID 4.8103 (VSG 0.8)2
0 8.854 1012 F / m sio2 3.9
Cox
0 sio2 3.837 103 F / m2
W L
ID
3.66
mA /V
ro
1
n ID
1 0.1 0.5103
20k
gmro 3.66 103 20103 73.2
2）PMOS p 100cm2 /V / s
pCox 3.835105 F /V / s
gm
2PCox
W L
ID
1.96
mA /V
ro
1
P ID
1 0.2 0.5103
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VGS<VTH时，MOS截止，则ID=0
+
VGS
-
+ VDS
VBS
--
ID当VTH<VGS<VDS+VTH时， MOS工斜率作正在比于饱VDS和区
ID
1
ID 2
C WL V V n ox
VSB=0GS
2 VSTB>H0
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
第二章作业答案
1 ppt课件
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

拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版中文全

1.8)(Vin
Vout ) (Vin
Vout )2 ]R1
第十九页，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。
Ix
Vx
(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V，Vb>VTH 当Vb-0.7 ≤ VX≤3V时，M1工作在饱和区
Vb
` C1
M1
Ix
1 2
nCOX
W L
(Vb
0.7)2
dQ Ixdt CdVX
dV Vx (t )
3V
X
t
0 I xdt
VX
(t)
3
1 2
nCOX
W L
(Vb
0.7)2
t
当VX< Vb-0.7时，M1工作在线性区，则
Ix
1 2
nCOX
W L
[2(Vb
0.7) VX
VX2 ]
第二十页，共38页。
当VX< Vb-0.7时，M1工作在线性区，则
1 2
nCox
WLVSBV=0GS
-
VVSB>0 TH
+
VBS
-
2
VDS
-
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
ID
nCox
W L
VGS
VTH
VDS
1 2
VD2S
VTH
VGS
VTH0 VTH1
VGS
VDS+VTH1 VDS+VTH0
VDS3+VTH VDS2+VTH VDS1+VTH

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（未考虑衬偏效应） VGS=1-VX VDS=1.9-VXVGS-VTH=0.3-VX<VDS=1.9-VX NMOS 处于反向导通的饱和区此时Ix=-21(0.3)2OX W nC Vx Lu （2）当VX >0.3 时，MOS 管截止IX~VX 曲线图考虑衬偏效应后，曲线与X 轴的交点会该变位置2.6 |VGS|=()112VDD VX R R R -+|VDS|=()VDD VX - 所以|VDS|>|VGS|-|VTH| PMOS 处于饱区 21(||||)2p OX GS THp W Ix C V V Lu =- =21()1||212DD X OXTHp WV V pC R V LR R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦Gm=2D WUpCoxI L=()1||12DD X p OXTHp W V V C R V L R R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦ID~VX 曲线图Gm 与VX 曲线图|VGS|=()212VDD VX R R R -+|VDS|=()VDD VX - 所以VDS>VGS-VTH PMOS 处于饱区 21(||||)2OX GS THn W Ix nC V V Lu =- =21()2212DD X OXTHNWV V nC R V LR R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦Gm=2D W UpCoxI L=()212DD X OXTHN W V V nC R V L R R u -⎡⎤-⎢⎥+⎣⎦ID~VX 曲线图Gm 与VX 曲线图2.7 （为了简化运算和分析，这里没有考虑二级效应） 1.VOUT 有电流通过R1产生，电路工作时，S 、D 反向。

（1）当0〈VIN 〈0.7时， MOS 管截止 VOUT=0（2）当0.7〈VIN 〈1.7 VGS-VTH=VIN-VOUT-0.7 VDS=1-VOUT VGS-VTH 〈VDSMOS 管处于反向导通的饱和区 V out=211()12D OX GS TH W I R nC V V R L u =- 21()12OX IN OUT TH WnC V V V R Lu =-- （3）当1.7〈VIN 〈3 VGS-VTH 〉VDSMOS 管处于反向导通的三极管区 V out=2112()(1)(1)12D OX IN OUT TH OUT OUT W I R nC V V V V V R L u ⎡⎤=-----⎣⎦VOUT~VIN 曲线图2.VOUT 有电流通过R1产生，电路工作时，S 、D 反向。

(1).当0〈VIN 〈1.3时VDS=VIN-VOUT 〈VGS-VTH NMOS 处于反向导通的三极管区 VOUT=IxR1=212(2)()()2OX TH IN OUT IN OUT W nC Vout V V V V V L u ⎡⎤-----⎣⎦R1 (2)当1.3〈VIN 〈3NMOS 处于反向饱区 VOUT=IxR1=21(2)2OX TH W nC Vout V Lu --R1VOUT~VIN 曲线图2.8（a ）VS=VDD-VOUT VB=VINVSB=VDD-VOUT-VINMOS 管处于二极管连接形式的饱和区211()2OX GS TH W I nC V V Lu =- 其中0(22)TH TH F SB F V V V γ=+∅+∅所以211()2OX GS TH W I nC V V L u =- = 20DD OUT IN 1((2V -V -V 2))2OXTH F F WnC Vout V Lu γ--∅+∅ I1是恒流源，为定值，因此，可以得到VOUT 和VIN 的关系，见下图VOUT~VIN 曲线图（b ）VGS=2-1=1 VDS=VOUT-1 VSB=1-VIN0(22TH TH F SB F V V V γ=+∅+∅当M1处于饱和区边缘时，有 VGS-VTH=VDS1-0(22)TH F SB F V V γ-∅+∅=VOUT-1 （1） VOUT=1DD D V I R - =21()12DD OX GS TH W V nC V V R Lu -- （2）由（1）（2）则可以解出临界VIN01.当0〈VIN 〈VIN0时 VGS-VTH 〈VDS M1处于饱和区 VOUT=21()12DD OX GS TH W V nC V V R Lu -- 代入VGS 、VTH 可得到VIN~VOUT 关系2. .当VIN0〈VIN 〈VIN1时 VGS-VTH 〉VDS M1处于线性区 VOUT=212()12DD OX DS GS TH DS W V nC V V V V R L u ⎡⎤---⎣⎦ 3.当VIN 〉VIN1时，VGS 〈VTH M1处于截止区代入VGS 、VTH 、VDS 可以得到VIN VOUT 关系VIN0受电阻R1的大小影响，当R1比较小时，在0~3V 时，MOS 管一直饱和，随着R1的增加，MOS 管在VIN 在0~3v 时，可能同时经过饱和，三极管甚至截止区VOUT~VIN 曲线图（c ）S 、D 反向导通 VGS=2-VOUT VDS=2-VOUT VSB=VOUT-VIN所以VDS 〉VGS-VTHM1始终处于反向导通的饱和区。

VOUT=I1R1= 21()12DD OX GS TH W V nC V V R L u -- = 21(2)12DD OX OUT TH WV nC V V R Lu ---其中0(22)TH TH F SB F V V V γ=+∅+-∅ 实际仿真波形如下VOUT~VIN 曲线图理论上，VGS 〉0，VOUT 应该是小于2V 的，但是从实际仿真波形图上可以看到，VOUT 上升到了2V 以上，这是因为VIN 上升得比较大之后，衬低的电压大于VOUT ，电流会从高电压流到低电压处，并通过R1，使VOUT 上升到2V 以上。

2.15 晶体管工作在饱和区且为折叠结构JSW j DB C E W EC W C ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=222 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=JSW j SB C E W EC W C 2222OV GD C WC 22= OXD OV V L C =OV OX GS WC C WL C +=32e ()()d C WLC C WLC C OX D OX GB += FSUBsi N q WL C Φ=4d ξ ∵()GS GD m T C C +∏=2g f C DG =15.36fF, C GS = 79.36fF 求出g m 即可工作在饱和区且I D = 1mA()mA V V L L W C I TH GS D OX n D 12212=--=μ V GS =1.0182V∴()V mA V V TH GS d m /285.62I g =-= ()GHZ C C GS GD m T 6.102g f =+∏=2.18因为两图都以源端作为输出端，而由于体效应，源衬电压变化会引起漏源电流变化，从而不适合作为电流源。