华中科技大学CMOS拉扎维第三章课后作业中文答案
中文版拉扎维cmos模拟答案第三章.doc
第三章3.3(a)阳=*扁=2皿=0,\ JL/ J I U.Dr. = —= -------- ----- = 100,"I XI D 0.1x10-3Rq % ||硫=10幻I2S 半Q,g/ni =72xl.34225xl0-4xl00xl0-3 =5.1812X W3,A，= s m]• Rout = —8.6353, (b) Mi工作在线性区的边缘时，吮产么-跖=崂s-"；二％-九二3-%+0.7 = 3.7-%D, R[)2X10—3 2X10—3W_:3J~V GS=1X1.34225X10-4X100(K5-0.7)2 2x03 2 ' 仔、 ).M=1.137V・•・此时，I m =1x1.34225x10—4x100(1.137 —0.7)2=1.28151x10—3A 2= V2xl.34225xl0-4xl00xl.28151xl0'3 =5.8653X10'3,r. = ------------- --------- =7.8X103Q,0.1x1.28151x10-3A，=—知](妇 || 厘)=—5.8653X10—3(7.8X103 || 2xl03) = 9.33 74V Dsat = 3 — 2x 1.2815 x 10一3 = 0.4369V (c)M】进入线性区50mV 时，V/. = V’M -50x10-3 =0.4369 — 50x10—3 =O.3869KV -V 3-0 3869 °I D = & v’s = 3 U F = 1.3065 x 10-3,R D2X103【D = LCoxy 2 "V TH)V DS T0.306921.3065x 10-3 = 1.34225x 10-4x 100 (V GS-0.7)0.3869-=>V^.S. = 1.145V,dV GS= ^^ = &C°x:.g ini = 1.34225x 10-4 x 1 OOx0.3869 = 5.1942x 10-3,R -1 , - W= .〃Cox —I L人11 2835X103Q=> R on1.34225 x 1 (T4 x 100 (1.145 - 0.7 - 0.3869)'〜'=-5.1942X10-3(1.2835X103||2X103)=-43.15(a)设Vm=0时M1工作在饱和区。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答案中文共40页文档
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26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业 答案中文
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
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27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
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28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
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29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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拉扎维模拟CMOS集成电路设计第三章作业答案详解完整版教程解析
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第三章作业答案详解完整版教程解析1. 引言在拉扎维模拟CMOS集成电路设计第三章的作业中，涉及了多个内容，包括放大电路、反馈放大电路、功率放大电路等。
本文将对这些内容进行详细的解析和讲解，并给出相应的答案。
2. 放大电路放大电路是电子电路中非常常见且重要的一种电路结构。
在本章的作业中，我们需要设计一个放大电路，并回答一些相关问题。
2.1 放大电路设计根据作业要求，我们需要设计一个放大电路，输入信号为正弦波，放大倍数为10倍。
我们可以选择使用CMOS集成电路来实现这个放大电路。
首先，我们需要根据放大倍数和输入信号的幅度来确定CMOS放大电路的电路参数。
在设计过程中，我们需要考虑一些关键因素，包括电流源、负反馈电阻等。
其次，我们可以选择合适的电路拓扑结构，例如共源共栅放大电路、共源共漏放大电路等。
根据实际情况，我们可以选择合适的电路结构。
最后，我们需要进行电路参数的计算和电路的仿真。
通过计算和仿真，我们可以得到放大电路的性能指标，例如增益、截止频率等。
2.2 放大电路问题解答在作业中，还需要回答一些问题，例如输入电阻、输出电阻、频率响应等。
针对这些问题，我们需要根据放大电路的拓扑结构和电路参数做相应的计算和分析。
例如，输入电阻可以通过计算输入端的电流和电压之比得到；输出电阻可以通过计算输出端的电流和电压之比得到；频率响应可以通过对放大电路进行交流分析得到。
总的来说，放大电路的设计和问题解答需要综合考虑多个因素，包括电路参数、电路结构、输入信号的幅度、负载等。
需要进行一系列的计算和仿真，以得到满足要求的电路性能。
3. 反馈放大电路反馈放大电路是一种常见的电路结构，它可以通过引入反馈回路来改善电路性能，例如增益稳定性、线性度等。
在作业中，我们需要设计一个反馈放大电路，并回答一些相关问题。
3.1 反馈放大电路设计根据作业要求，我们需要设计一个反馈放大电路，输入信号为正弦波，放大倍数为20倍。
中文版拉扎维cmos模拟答案第三章
第三章3.3(a)113150,20.511100.1105000||10||23D o D out o D W R k L r k I R r R k k -⎛⎫==Ω,λ=0, ⎪⎝⎭===Ω,λ⨯===Ω,311 5.181210,8.6353,m v m out g A g R -==⨯=-∙=-(b) M 1工作在线性区的边缘时，()()3312112430.7,30.7 3.7,2102101,23.71 1.34225101000.721021.137out GS TH GS DD out GS GSD D n OXGS TH D GS GSGS V V V V V V V V I R W I C V V L V V V V----=-=---+-===⨯⨯⎛⎫=μ- ⎪⎝⎭-∴=⨯⨯⨯-⨯∴= ∴此时，()24311 1.34225101001.1370.7 1.28151102D I A --=⨯⨯⨯-=⨯31313333113 5.865310,17.8100.1 1.2815110(||) 5.865310(7.810||210)9.337432 1.2815100.4369m o v m o D Dsat g r A g r R V V----==⨯==⨯Ω⨯⨯=-=-⨯⨯⨯==-⨯⨯=，(c) M 1进入线性区50mV 时，()33332150100.436950100.3869,30.3869 1.306510,210,2DS Dsat DD DS D D DS D n OXGS TH DS V V V V V I R V W I C V V V L ---=-⨯=-⨯=--===⨯⨯⎡⎤⎛⎫=μ-- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦()()234114311140.30691.306510 1.34225101000.70.3869,21.145,,1.34225101000.3869 5.194210,,11.34225101GS GS D m n OX DS GS m Don n OXGS TH DS DSon V V V I W g C V V L g I W R C V V V V L R ------⎡⎤⨯=⨯⨯--⎢⎥⎣⎦⇒=∂⎛⎫==μ ⎪∂⎝⎭∴=⨯⨯⨯=⨯∂⎛⎫==μ-- ⎪∂⎝⎭⇒=⨯⨯()()3333 1.283510,001.1450.70.38695.194210 1.283510||2104v A -=⨯Ω--=-⨯⨯⨯=-3.15(a) 设V in =0时M 1工作在饱和区。
拉扎维第三章部分答案题号正确
w g m 2 nCox ( ) 2 (Vgs2 Vth 2 ) 4.088mA / V L
w 1 g mb 2 nCox ( ) 2 (Vgs2 Vth 2 ) 1.300mA / V L 2 2 F VSB
AV
b)
g m1 1.677 g m 2 g mb 2
Vth 2 Vth0 ( 2 F Vout 2 F )
w L
Vin 1.4122V
AV
g m1 2.120 w g m 2 g mb 2 nCox ( ) 2 (VDD Vout Vth 2 ) L
w g m 2 nCox ( ) 2 (Vgs2 Vth 2 ) 4.242mA / V L
1 w n cox ( ) 2 (VDD Vout Vth 2 ) 2 2 L
Vout Vin Vth1
Vth 2 Vth0 ( 2 F Vout 2 F )
Vin 1.373V
I D1 I D 2
w g m1 nCox ( )1 (Vgs1 Vth1 ) 9.033mA / V L
Vin 1.310V
3.12
I D1
1 w n cox ( )1 (Vin Vth1 ) 2 1mA 2 L
Vout Vdsat1 0.05mV 0.623V
Vdsat1 Vin Vth1 0.673V
I D1 I D 2
1 w w 1 2 n cox ( ) 2 (VDD Vout Vth 2 ) 2 n cox ( )1[(Vin Vth1 )Vout Vout ] 2 L L 2
当管子处于饱和区时：
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答案中文共40页文档
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
扎维模拟CMOS集成电路设计第三章习题
9
AV gm1 RD
ID
VDD Vout RD
3 0.437 2 103
1.2815 10 3
gm1
2nCox
W L
1
I
D1
21.34225104 1001.2815103 5.8653103 A /V
AV gm1 RD 5.8653 10 3 2 103 11.73
2023/11/14
AV gm1 roN // rop gm110K // 5K 100 gm1 0.03
2023/11/14
15
gm1
2nCox
W L
1
I
D1
W L
1
g
2 m1
2nCox I D1
0.032 2 1.34225104
103
3352.6
gm1
2I D1 VGS1 VTH 1
2I D1 Vout ,m in
0.5mA
Cox
0 ox
tox
8.851014 F / cm3.9 9109 m
3.835107 F
/ cm2
nCox
350 cm2 3.835 10 7 V s
F cm2
1.34225
10
4
A V2
pCox
100
cm2 V s
3.835 107
F cm2
0.3835
10 4
A V2
10
（3）M1工作在线性区 VDS VDSsat 50 10 3 0.437 0.05 0.387
ID
VDD Vout RD
3 0.387 2 103
1.3065 10 3
ID
拉扎维教材模拟集成电路第三章课后习题答案中文版
拉扎维教材第三章答案中文版(纯手写)
PAＲT1
最近重新温习拉扎维,参考英文版答案顺便教材手动整理下教材课后习题,部分习题加入了一些自己得想法与备注、欢迎各位学弟学妹下载,不过请不要照抄答案!因为没有扫描仪器,用手机照得相片。
这一部分就是第三章作业得前一半得题目,也请大家尊重本人劳动成果,可以下载,但请不要随意下载后再上传,谢谢大家!
PＡＲT2
另外3、11题目可参考3.10
注明:如有错误之处欢迎指正、在我得百度账号下留言即可:清风一鹤。
PＡRＴ３
答案照片在下面
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3．1分析：对于PMOS 和NMOS 管二极管连接形式的CS 放大电路，最大的区别在于PMOS 做负载无体效应，所以这里应该考虑g mb 的影响。
同时，由于L=0.5，沟道长度比较短，所以，沟长调制效应也应该考虑进去。
2441401034.11099.31085.8350μμ2V A t C OX sio nOX n ---⨯=⨯⨯⨯⨯=∙=εε 同理 25p 10835.3μV A C OX -⨯=∵ 5.0501=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W 5.0102=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L W A I I D D m 5.021== ∴ K I r DN o o 201r 21===λ()()22222n 2121DS N TH GS ox D V V V L W C I λμ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= V O = 1.46V V A I LWC D OX m /106.32g 31-⨯==μ VA m /1063.1g 32-⨯=V A V g SBF m m /1038.222g 422b -⨯=+=φγ输出电阻:Ω=++=-508//g 1R 11222o o mb m OUT r r g∴增益 85.1g A 1-=-=OUT m V RM2换为PMOS 管，则可忽略M2的体效应，同理可得Ω=+=-974//g 1R 1122o o m OUT r r∴增益 85.0g A 1-=-=OUT m V R3.2 （a ）∵ 5.0501=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W 2502=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L W A I I D D m 5.021== ∴ K I DN o 201r 1==λ K I DP o 101r 2==λ又 2401034.1μμ2V A t C OXsion OX n -⨯=∙=εε∴ V A I LWC D OX m /106.32g 31-⨯==μ∴增益 ()4.24//r g A 211-=-=o o m V r（b ）求输出电压的最大摆幅及求输出电压最大值与最小值之差 分析可知，当M1管处于临界三极管区时输出电压有最小值V omin ，此时有：11TH GS DS OUT V V V V -==()()DS N TH GS ox D V V V L W C I λμ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=121211n 有以上两式可推得 V omin =0.27当M2管处于临界三极管区是输出电压有最大值V omax ，同理有：()()SDP TH GS ox D V V V L W C I λμ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=121222pV SDMIN = 0.99 ∴ V omax = V DD -V SDMIN = 2V ∴输出电压的最大摆幅为V omax - V omin = 1.73V3.3 （a ）∵5.050=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W A I D m 11= Ω=K R D 2∴K I DN o 101r ==λK R D o O U T 66.1//r R 1==V A I LWC D OX m /1018.52g 31-⨯==μ∴ 增益 86.0g A 1-=-=OUT m V R （b ）∵M1工作在线性区边缘 ∴ TH GS DS OUT V V V V -==1()DO U TDD THGS ox D R V V V V L W C I -=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21n 21μ由以上两式可得 V V GS 13.1= ， A I D 3-1028.1⨯= ∴K I DN o 8.71r ==λ∴ 增益 ()34.9//r g A 1-=-=Do m V R（c ）各区域主要由DS V 决定，进入线性区50mV 即三极管临界区的DS V 减小50mV ∵ 临界区的V R I V V D D DD DS 44.0=-= 所以进入线性区50mV 时的DS V =0.39V∴A R V V I DDSDD D 3103.1-⨯=-==∴ ()()V V V V V V L W C I GS DS DS TH GS ox D 14.122121n =⇒--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ又∵ 三极管区 19.5g 1n =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=DS ox m V L W C μ()K R V V V L W C V I R O DS TH GS ox DS D O28.111n 1=⇒--⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∂∂=-μ ∴增益 ()4//R g A -=-=Do m V R3.12分析：已知各支路电流及M1宽长比，可求得M1过驱动电压即out V ，从而由M2的gsV 及电流可求得其宽长比。
∵5.0201=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W A I D m 11= A I S m 75.0= M1处于临界三极管区有：()()V V V V V L W C I TH GS THGS ox D 81.010213-21n 1=-⇒=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ∴ 对M2分析可得：()16.5212122p 2=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⇒-=--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=L W I I V V V L W C I S D TH out DD ox D μ此时小信号增益为：42.10g A 211-=-=-=m m OUT m V g g R 3.14分析：已知支路电流可求得电路输出电阻，由增益表达式可知M1跨导1m g ，从而可求得M1宽长比；又由输出摆幅2.2V 12=--OD OD DD V V 可推出M2宽长比。
∵ A I I D D m 112==∴K I DN o 101r 1==λ K I DP o 51r 2==λ()03.0g 100//r g 1211=⇒=mo o m r∴ 由()()58.335203.02g 1111=⇒==L WIL WC D OX m μ又因为输出电压摆幅为2.2V ，可得：2.2V 12=--OD OD DD V V()()()97.962.22221n 2P =⇒=--L WL WC I L WC I V OX DOX DDD μμ3.15略 3.19略 3.20分析：小信号等效电路图不便绘制，一下解答皆用大信号分析然后对输入求偏导得出小信号增益。
（a ）对OUT V 点列节点电流方程：oOUT DD g r VV R V V R V V OUT IN m F IN D OUT ++-=-上式对IN V 求偏导得：Do FFm INOUTR r R R V V A 1111g v ++--=∂∂=（b ）对OUT V 点列节点电流方程：()IN b m ININ OUT V V V V R V V R V V -+-+-=-g r oOUT 1OUT 2DD上式对IN V 求偏导得：211v 11111g R r R r R V V A o om INOUT ++++=∂∂= （c ）对OUT V 点列节点电流方程：()IN m OUTm OUT IN V V V V V 1o1OUTo2DD 2g r V r g +=-+-上式对IN V 求偏导得：12221v 11g g -g o o m m m IN OUT r r V V A ++-=∂∂=3.21 （a ）输出短路求等效跨导m G111111---o o m m o inin m x r r g G r v v g i +=⇒=从M2漏端看上去的电阻为()3223M21r o m o o r g r R ++=∴ 输出电阻()()()3223o13223112OUT 1r r 1r r //R o m o o o m o o o o M r g r r g r r R +++++==∴ 小信号增益为()()()()3223o1322322m v 1r r 1r 1-A o m o o o m o oo m OUT r g r r g r r g R G ++++++== （b ）M1、M3为二极管连接，等效为一个电阻设M1、M3等效电阻分别为S R 、D R11S //g 1o m r R =33D //g 1o m r R = 小信号分析，求得等效跨导m G ：()[]2222221-o S m S o m m o xS x in m x r R g R r g G r i R i v g i ++=⇒-=输出电阻为：()22m OUT g 1//R o S S D r R R R ++=∴ 小信号增益为OUT R G m v -A =（c ）M1、M3为二极管连接，等效为一个电阻设M1、M3等效电阻分别为S R 、D R 11S //g 1o m r R =33D //g 1o m r R = 做小信号等效电路分析得：()So u t S o u t o o u t d o u t in m R vR v r v v v v -==-+-22g由上式可得：222v v A o m s S D S Sinoutr g r R R R R v +++==（d ）与（b ）题类似M1、M3为电流源连接等效电阻分别为S R 、D R 1S o r R = 3D o r R = 小信号分析，求得等效跨导m G ：()[]2222221-o S m S o m m o xS x in m x r R g R r g G r i R i v g i ++=⇒-=输出电阻为：()22m OUT g 1//R o S S D r R R R ++=∴ 小信号增益为OUT R G m v -A =3.24（a ）∵5.050=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W Ω=K R D 2 Ω=200S R考虑体效应与沟道长度调制效应有：K I DN o 201r ==λ()V V F SB F TH TH 723.022V V 0=-++=φφγ又 A I D m 5.0=∴ V I R D S S 1.0V == V I R V D D DD OUT 9.1V =-= ()()V A I VL WC DDSOX m /1082.312g 3-1⨯=+=λμV A V g SBF mm /1086.022g 3b -⨯=+=φγ∴ 带源极负反馈的共源极放大器的等效跨导m G :()[]V A r R g g R r G oS mb m S om /1096.11g 3-m ⨯=+++=又∵ 输出阻抗()[][]K r R g R R o S mb m D 82.1g 1//OUT =+++=∴ 小信号增益为57.3-A m v -==OUT R G （b ）M1工作在线性区边缘有：TH V V V -=in out又 D D DD TH D S GS D S GS I R V V I R V V I R V V -=-+=⇒+=out in ①()21n 21TH GS ox D V V L W C I -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ②由①②两式可推得：A I D 3-1017.1⨯= V V 35.1in =∵ ()V A IL WC DOX m /1061.52g 3-1⨯==μ∴等效跨导V A R g g G Sm m/64.21m =+=增益为29.5-A m v -==OUT R G。