CMOS模拟集成电路设总复习
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专升本CMOS模拟集成电路分析与设计试卷答案
专升本CMOS模拟集成电路分析与设计试卷答案专升本《CMOS模拟集成电路分析与设计》一、（共75题,共150分）1. Gordon Moore在1965年预言:每个芯片上晶体管的数目将每（）个月翻一番（2分）A.12B.18C.20D.24.标准答案：B2. MOS 管的小信号输出电阻是由MOS管的（）效应产生的。
（2分）A.体B.衬偏C.沟长调制D.亚阈值导通.标准答案：C3. 在CMOS模拟集成电路设计中，我们一般让MOS管工作在（）区。
（2分）A.亚阈值区B.深三极管区C.三极管区D.饱和区.标准答案：D4. MOS管一旦出现（）现象，此时的MOS管将进入饱和区。
（2分）A.夹断B.反型C.导电D.耗尽.标准答案：A5. （）表征了MOS器件的灵敏度。
（2分）A.B.C.D..标准答案：C6. Cascode放大器中两个相同的NMOS管具有不相同的（）。
（2分）A.B.C.D..标准答案：B7. 基本差分对电路中对共模增益影响最显著的因素是（）。
（2分）A.尾电流源的小信号输出阻抗为有限值B.负载不匹配C.输入MOS不匹配D.电路制造中的误差.标准答案：C8. 下列电路不能能使用半边电路法计算差模增益（）。
（2分）A.二极管负载差分放大器B.电流源负载差分放大器C.有源电流镜差分放大器D.Cascode负载Casocde差分放大器.标准答案：C9. 镜像电流源一般要求相同的（）。
（2分）A.制造工艺B.器件宽长比C.器件宽度WD.器件长度L.标准答案：D10. 某一恒流源电流镜如图所示。
忽略M3的体效应。
要使和严格相等，应取为（）。
（2分）A.B.C.D..标准答案：A11. 选择题:下列结构中密勒效应最大的是（）。
（2分）A.共源级放大器B.源级跟随器C.共栅级放大器D.共源共栅级放大器.标准答案：A12. 下图中，其中电压放大器的增益为-A，假定该放大器为理想放大器。
请计算该电路的等效输入电阻为（）。
模拟CMOS集成电路分析与设计总复习
• 5，共模抑制比
第五章 无源与有源电流镜
• 基本电流镜
• 共源共栅电流镜
• 有源电流镜
– 电流镜做负载的差分放大器
• 大信号特性 • 小信号特性 • 共模特性
• 1，基本电流镜的复制关系，L的选择，电 流镜的不足
• 2，有源负载差动对小信号增益求法(辅助定 理、戴维南等效)
第六章 放大器的频率特性
– 大信号差分特性 – 大信号共模特性 – 小信号差分特性 – 小信号共模特性
• MOS管做负载的基本差分对放大器 • 差分放大器的应用－Gilbert单元
• 1，差动相对于单端的优点
• 2，共模电平的变化对简单差动对输出的影 响
• 3，基本差动对大信号特性，静态
• 4，基本差分对共模输入范围的求法，共模 输入电平与小信号增益间的关系，小信号 增益的两种求法(叠加法和半电路法)，单/双 边输入与单/双边输出对增益的影响
• 4，带源极负反馈电阻的共源极：等效跨导， 小信号增益的求法(直观)
• 5，共漏极(源极跟随器)：小信号增益(直观 求法)，无体效应的源极跟随器，小信号特 点
• 6，共栅极：小信号增益
• 7，共源共栅极：大信号特性，输出摆幅， 屏蔽特性，折叠式共源共栅极的大信号特 性
第四章 差动放大器
• 差分放大器简介 • 简单差分放大器 • 基本差分对放大器
• 米勒定理及利用米勒定理求解输入电阻、 电容、极点等
CMOS模拟集成电路分析与设计
——总复习（2010.12）
第一章 绪论
• 研究模拟电路的重要性 • 模拟电路设计的难点 • 研究AIC的重要性 • 研究CMOS AIC的重要性 • 电路设计一般概念
– 抽象级别 – 健壮性设计 – 符号约定
第五章 无源与有源电流镜
• 基本电流镜
• 共源共栅电流镜
• 有源电流镜
– 电流镜做负载的差分放大器
• 大信号特性 • 小信号特性 • 共模特性
• 1，基本电流镜的复制关系，L的选择，电 流镜的不足
• 2，有源负载差动对小信号增益求法(辅助定 理、戴维南等效)
第六章 放大器的频率特性
– 大信号差分特性 – 大信号共模特性 – 小信号差分特性 – 小信号共模特性
• MOS管做负载的基本差分对放大器 • 差分放大器的应用－Gilbert单元
• 1，差动相对于单端的优点
• 2，共模电平的变化对简单差动对输出的影 响
• 3，基本差动对大信号特性，静态
• 4，基本差分对共模输入范围的求法，共模 输入电平与小信号增益间的关系，小信号 增益的两种求法(叠加法和半电路法)，单/双 边输入与单/双边输出对增益的影响
• 4，带源极负反馈电阻的共源极：等效跨导， 小信号增益的求法(直观)
• 5，共漏极(源极跟随器)：小信号增益(直观 求法)，无体效应的源极跟随器，小信号特 点
• 6，共栅极：小信号增益
• 7，共源共栅极：大信号特性，输出摆幅， 屏蔽特性，折叠式共源共栅极的大信号特 性
第四章 差动放大器
• 差分放大器简介 • 简单差分放大器 • 基本差分对放大器
• 米勒定理及利用米勒定理求解输入电阻、 电容、极点等
CMOS模拟集成电路分析与设计
——总复习（2010.12）
第一章 绪论
• 研究模拟电路的重要性 • 模拟电路设计的难点 • 研究AIC的重要性 • 研究CMOS AIC的重要性 • 电路设计一般概念
– 抽象级别 – 健壮性设计 – 符号约定
模拟CMOS集成电路设计复习提纲(课堂PPT)
Summary # 20
西电微电子：模拟集成电路设计
共源共栅级的输出阻抗（3）
Rup gm3ro3ro4
Rup
Rdown gm2ro2ro1
Rdown
Rout Rup || Rdown
Av0 g R m1 out
gm1 gm2ro2ro1 || gm3ro3ro4
Summary # 21
gm1 ro2 || ro1
Summary # 13
西电微电子：模拟集成电路设计
二极管接法MOSFET负载的共源级
Rup Rdown
Rup
1 gm2
Rdown ro1
Rout
Rup
|| Rdown
1 gm2
|| ro1
ro1 1 gm2ro1
1 gm2
(
1 gm2
ro1 )
Av0
Vout Vin
Summary #2
西电微电子：模拟集成电路设计 华大微电子：模拟集成电路设计
MOSFET的I-V特性
饱和区：I D
1 2
Cox
W L
VGS
Vth 2
沟长调制：I D
1 2
Cox
W L
VGS
Vth
21
VDS
线性区：I D
Cox
W L
VGS
Vth VDS
1 2
VD2S
深线性区：I D
Rout Rup || Rdown (RD || ro )
Vout Vin
gmRout
gm (RD
|| ro )
gmRD (RD ro )
Summary # 12
西电微电子：模拟集成电路设计
模拟cmos集成电路设计复习题
——第 3 页——
二、计算题，假设所有的晶体管都工作在饱和区 （用符号来表示结果, 譬如 gm, ro, RD, VOV, 等等）（共 35 分，共 2 题）
1. 假设没有衬底偏置效应 (15 分)
(a) 画出图中所示的电路图的低频小信号等效电路图 (5 分)
(b) 假设 IS = 0.75I1 ，λ = 0 ，Cox( pmos) = Cox(nmos) ，求该电路的低频小信号电压
——第 17 页——
三、计算题，假设所有的晶体管都工作在饱和区
（用符号来表示结果, 譬如 gm, ro, RD, VOV, 等等.） （共 45 分， ——第 18 页——
学院____________班级____________姓名____________学号____________
密封线内不答题
增益？用迁移率和宽长比表示。（必须给出解题过程） (10 分)
——第 4 页——
学院____________班级____________姓名____________学号____________
密封线内不答题
——第 5 页——
2. 假设下图所示电路图中的所有器件都是完全匹配和对称的，回答一下问 题。请用跨导，输出电阻和电阻表示。（必须给出解题过程） (20 分)
4. 在 NMOS 中, 衬底上加上负电压偏置, 会使阈值电压(
)。
A. 增大 B 不变
C 减小
D 可大可小
5. 采用 PMOS 二极管连接方式做负载的 NMOS 共源放大器NMOS 都存在体效应，电压放大系数与 NMOS 和 PMOS 的宽长比有
关
B． PMOS 和 NMOS 都存在体效应，电压放大系数与 NMOS 和 PMOS 的宽长比无
二、计算题，假设所有的晶体管都工作在饱和区 （用符号来表示结果, 譬如 gm, ro, RD, VOV, 等等）（共 35 分，共 2 题）
1. 假设没有衬底偏置效应 (15 分)
(a) 画出图中所示的电路图的低频小信号等效电路图 (5 分)
(b) 假设 IS = 0.75I1 ，λ = 0 ，Cox( pmos) = Cox(nmos) ，求该电路的低频小信号电压
——第 17 页——
三、计算题，假设所有的晶体管都工作在饱和区
（用符号来表示结果, 譬如 gm, ro, RD, VOV, 等等.） （共 45 分， ——第 18 页——
学院____________班级____________姓名____________学号____________
密封线内不答题
增益？用迁移率和宽长比表示。（必须给出解题过程） (10 分)
——第 4 页——
学院____________班级____________姓名____________学号____________
密封线内不答题
——第 5 页——
2. 假设下图所示电路图中的所有器件都是完全匹配和对称的，回答一下问 题。请用跨导，输出电阻和电阻表示。（必须给出解题过程） (20 分)
4. 在 NMOS 中, 衬底上加上负电压偏置, 会使阈值电压(
)。
A. 增大 B 不变
C 减小
D 可大可小
5. 采用 PMOS 二极管连接方式做负载的 NMOS 共源放大器NMOS 都存在体效应，电压放大系数与 NMOS 和 PMOS 的宽长比有
关
B． PMOS 和 NMOS 都存在体效应，电压放大系数与 NMOS 和 PMOS 的宽长比无
模拟CMOS集成电路设计复习提纲
物理验证与DRC/LVS检查
01
02
03
物理验证
检查版图是否符合工艺要 求，确保可制造性。
DRC检查
进行设计规则检查，确保 版图满足工艺要求。
LVS检查
进行电路原理图与版图一 致性检查，确保两者匹配。
03
CMOS集成电路的模拟技 术
SPICE模拟器简介
1
SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）：一种用于模拟和分析集成 电路性能的软件工具。
新工艺
新型工艺技术如纳米压印、电子束光刻等不断涌现，这些新工艺能够制造更小尺寸的集成电路，提高集成度并降 低制造成本。
集成电路的可扩展性挑战
制程节点
随着集成电路制程节点不断缩小，制 程技术面临物理极限的挑战，如量子 隧穿效应、漏电等问题，需要探索新 的物理机制和制程技术。
异构集成
为了实现更高效能、更低功耗的集成 电路，需要将不同材料、不同工艺的 芯片集成在一起，形成异构集成技术， 这需要解决不同芯片之间的互连、兼 容等问题。
功耗优化
总结词
功耗优化旨在降低CMOS集成电路的功 耗，以提高芯片的能效和延长电池寿命 。
VS
详细描述
功耗优化主要通过降低晶体管导通电阻、 减小时钟信号功耗和优化电路结构来实现 。例如，采用低阻抗材料和工艺技术来降 低导通电阻，采用时钟门控技术来减小时 钟信号功耗，优化电路逻辑和结构等。这 些措施有助于降低功耗，提高能效，延长 电池寿命。
和规范，如元件选择、布线规则、版图设计等。
设计实践
02
结合具体的设计案例，分析可靠性设计的实际应用和效果，总
结经过实验和仿真等方法，对设计的可靠性进行验证和评估，确
CMOS模拟集成电路设计-综述部分
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑵世界集成电路发展历史 1979年：Intel推出5MHz 8088微处理器，之后，IBM 基于8088推出全球第一台PC； 1981年：256kb DRAM和64kb CMOS SRAM问世； 1984年：日本宣布推出1Mb DRAM和256kb SRAM； 1985年：80386微处理器问世，20MHz； 1988年：16M DRAM问世，1平方厘米大小的硅片上 集成有3500万个晶体管，标志着进入超大规模集成电 路（VLSI）阶段；
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑵世界集成电路发展历史 1989年：1Mb DRAM进入市场； 1989年：486微处理器推出，25MHz，1μm工艺，后 来50MHz芯片采用 0.8μm工艺； 1992年：64M随机存储器问世； 1993年：66MHz奔腾处理器推出，采用0.6μｍ工艺； 1995年：Pentium Pro, 133MHz，0.6-0.35μｍ工艺； 1997年：300MHz奔腾Ⅱ问世，采用0.25μｍ工艺；
集成电路的特点及发展
2、集成电路的发展 ⑶我国集成电路发展历史 1965年-1978年：以计算机和军工配套为目标，以开发 逻辑电路为主要产品，初步建立集成电路工业基础及 相关设备、仪器、材料的配套条件； 1978年-1990年：主要引进美国二手设备，改善集成电 路装备水平，在“治散治乱”的同时，以消费类整机 作为配套重点，较好地解决了彩电集成电路的国产化；
…………………………
集成电路的EDA工具
1、SPICE （Simulation program with integrated circuit emphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂 家提供提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本 spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国 加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。 SPICE可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分 析和线性交流分析。
模拟cmos集成电路设计知识点总结
模拟cmos集成电路设计知识点总结模拟CMOS集成电路设计是一个涉及多个学科领域的复杂课题，包括电子工程、物理、材料科学和计算机科学等。
以下是一些关键知识点和概念的总结：1. 基础知识：半导体物理：理解半导体的基本性质，如本征半导体、n型和p型半导体等。
MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）工作原理：理解MOSFET的基本构造和如何通过电压控制电流。
2. CMOS工艺：了解基本的CMOS工艺流程，包括晶圆准备、热氧化、扩散、光刻、刻蚀、离子注入和退火等步骤。
理解各种工艺参数对器件性能的影响。
3. CMOS电路设计：了解基本的模拟CMOS电路，如放大器、比较器、振荡器等。
理解如何使用SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）进行电路模拟。
4. 噪声：理解电子器件中的噪声来源，如热噪声、散粒噪声和闪烁噪声等。
了解如何减小这些噪声的影响。
5. 功耗：理解CMOS电路中的功耗来源，如静态功耗和动态功耗。
了解降低功耗的方法，如电源管理技术和低功耗设计技术。
6. 性能优化：理解如何优化CMOS电路的性能，如提高速度、减小失真和提高电源效率等。
7. 可靠性问题：了解CMOS电路中的可靠性问题，如闩锁效应和ESD（静电放电）等。
8. 版图设计：了解基本的版图设计规则和技巧，以及如何使用EDA（Electronic Design Automation）工具进行版图设计和验证。
9. 测试与验证：理解如何测试和验证CMOS集成电路的性能。
10. 发展趋势与挑战：随着技术的进步，模拟CMOS集成电路设计面临许多新的挑战和发展趋势，如缩小工艺尺寸、提高集成度、应对低功耗需求等。
持续关注最新的研究和技术进展是非常重要的。
以上是对模拟CMOS集成电路设计的一些关键知识点的总结，具体内容可能因实际应用需求和技术发展而有所变化。
深入学习这一领域需要广泛的知识基础和持续的研究与实践。
CMOS模拟集成电路设总复习
vout ( g m1 g m 2 ) AV vin g ds1 g ds 2
Rout 1 g ds 2 g ds1
2
3dB
g g ds 2 1 ds1 RoCo CL
f 3dB
CMOS反相器的频率响应
反相器极点频率近似计算方法：
1 p ROUT COUT
Vb VGS 2 VGS 1 VT
2 I REF VT K ' (W / L)1
2 0.1103 2 0.1103 0.7 6 11010 40 110106 40
1.11V
例题
M2饱和： VDS 2 VGS 2 VT
VGS 1 (Vb VGS 2 ) VGS 2 VT
的平均漂移速度，是载流子在电场作用下运动速度的快慢 的量度]（cm2/Vs）
COX : 单位面积栅氧化物电容（F/cm2） W : 器件的宽长比 L
K ' : 跨导参数
COX
OX
tOX
K ' COX 0
MOS管的大信号模型
饱和区电流（以NMOS为例）：
W iD K ' (vGS VT ) 2 2L
解：AV
( g m1 g m 2 ) 2 K ' N (W1 / L1 ) I D 2 K ' N (W1 / L1 ) I D g ds1 g ds 2 N I D P I D
2 110106 1 3 104 2 50106 2 3 104 18.6 6 6 0.04 30010 0.05 30010
2
AVD：差模增益 AVC：共模增益 AVD/AVC：共模抑制比 VICMR：共模输入电压范围 理想差放
Rout 1 g ds 2 g ds1
2
3dB
g g ds 2 1 ds1 RoCo CL
f 3dB
CMOS反相器的频率响应
反相器极点频率近似计算方法：
1 p ROUT COUT
Vb VGS 2 VGS 1 VT
2 I REF VT K ' (W / L)1
2 0.1103 2 0.1103 0.7 6 11010 40 110106 40
1.11V
例题
M2饱和： VDS 2 VGS 2 VT
VGS 1 (Vb VGS 2 ) VGS 2 VT
的平均漂移速度，是载流子在电场作用下运动速度的快慢 的量度]（cm2/Vs）
COX : 单位面积栅氧化物电容（F/cm2） W : 器件的宽长比 L
K ' : 跨导参数
COX
OX
tOX
K ' COX 0
MOS管的大信号模型
饱和区电流（以NMOS为例）：
W iD K ' (vGS VT ) 2 2L
解：AV
( g m1 g m 2 ) 2 K ' N (W1 / L1 ) I D 2 K ' N (W1 / L1 ) I D g ds1 g ds 2 N I D P I D
2 110106 1 3 104 2 50106 2 3 104 18.6 6 6 0.04 30010 0.05 30010
2
AVD：差模增益 AVC：共模增益 AVD/AVC：共模抑制比 VICMR：共模输入电压范围 理想差放
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I VT ln(n) R1
Vout
mR2 R1
VT
ln(n) VEB3
Vout 2 ln(n) k VEB3 2m ln(n) 8.67 102 2.2 0
T
q T
只要满足右式的所有m，n均可 mln(n) 12.7
知识点
1.MOS器件原理 2.电流镜 3.带隙基准 4.反相器（三种类型） 5.差分放大器 6.共源共栅放大器 7.输出放大器 8.运算放大器
0.7
0.91V
M1饱和：VDS1 VGS1 VT
Vb VGS2 VGS1 VT
Vb VGS1 VGS2 VT
2I REF
K ' (W / L)2
2I REF K '(W / L)1
VT
2 0.1103
2 0.1103
110106 40 0.7 110106 40
1.11V
例题
L
COX
OX
tOX
K': 跨导参数
K ' COX 0
MOS管的大信号模型
饱和区电流（以NMOS为例）：
iD
K'
W 2L
(vGS
VT
)2
线性区电流（以NMOS为例）：
iD
K'W L
[(vGS
VT
)
( vDS 2
)]vDS
PMOS的饱和区和线性区电流表达式？
小信号模型
MOS管的小信号模型
输出电阻
VSG3 VDD VICmax VTN 2.5 2 0.7 1.2
VSG3
K 'P
2ID (W /
L)3
| VTP
| 1.2
(W / L)3 8 (W / L)4
电流镜负载差分放大器
2.小信号增益约束条件：
AV
2
2 4
K 'N W1 100 I SS L1
(W / L)1 18.4 (W / L)2
电流镜负载差分放大器
小信号分析——增益、输出电阻、-3dB带宽 gm1 gm2 gmd
差分放大器的增益
AV
( gmd ) gds2 gds4
2
2 4
K '1 W1 I SS L1
差分放大器的输出电阻
rout
g ds 2
1
g ds 4
差分放大器的-3dB带宽
3dB
1 ROCO
( gds2 gds4 ) CL
1.MOS器件原理 2.电流镜 3.带隙基准 4.反相器（三种类型） 5.差分放大器 6.共源共栅放大器 7.输出放大器 8.运算放大器
带隙基准源
带隙基准源基本不受电源和温度的影响
三极管的基极发射极 电压VBE是负温度系数。
VBE T
300K 2.2mV / C
两个三极管工作在不
110 2 2.1 501
-3dB角频率约等于主极点频率：
p
gm2
2K 'P (W / L)2 I D
(CM COUT )
CL
2 50 106 1100 106 110 12
100 M (rad / 16M (Hz)
反相器
例 . 下图所示电路假设M1和M2都工作在饱和区，求需要加多大的
电流源负载反相器
电流源负载反相器
AV
vout vin
gm1 gds1 gds2
Rout
g ds 2
1
g ds1
1
I D (1 2 )
3dB
1 RoCo
gds1 g ds2 CL
f3dB 2
CMOS反相器 CMOS反相器
AV
vout vin
(gm1 gm2 ) gds1 gds2
总复习
知识点
1.MOS器件原理 2.电流镜 3.带隙基准 4.反相器（三种类型） 5.差分放大器 6.共源共栅放大器 7.输出放大器 8.运算放大器
MOS器件原理
器件结构
栅极(Gate）
SGD
金属
( Metal ) Al层
N+
N+
P--Si
氧化物 (Oxide) SiO2层
P型Si衬底 (Semiconductor)
vin
0.7)2
100
增益： AV
gm1 gds1 gds2
24.8
vin 3.4V
CMOS反相器的频率响应
例.假设下图所示电路中M1的宽长比为1um/1um，M2的宽长比为2
um/1um,Cgd1=0.5fF, Cgd2=0.5fF,Cbd1=10fF, Cbd2=10fF, CL=1pF,漏电流 ID=300uA，电源电压5V，求小信号增益和-3dB频率。
2.从管子处于饱和区的条件出发，端口导出电压满足的关系
电流镜
例.下图所示电路中，假设M1和M2的宽长比为40/1, M3和M4的宽长 比为120/1,，IREF=0.1mA,试确定VX的值和Vb的允许范围（忽略衬偏 效应）。
解：VX VGS1
2I REF K '(W / L)1
VT
2 0.1103 110106 40
1
ro I D
增益 Av gmro
跨导
gm
2K'W L
ID
知识点
1.MOS器件原理 2.电流镜 3.带隙基准 4.反相器（三种类型） 5.差分放大器 6.共源共栅放大器 7.输出放大器 8.运算放大器
电流镜
1.电流的比值等于管子的宽长比的比值（忽略沟道长度调制效应）
iO W2 L1 iI W1L2
同的电流密度下，其
基极发射极电压的差
值 VBE 是正温度系数。
VBE
kT q
ln
n
VT
ln
n(n为两三极管电流比值
)
带隙基准源电路结构
Vout VBE2 (R2 R3 )I
VBE1 VBE2 R3I
I VBE VT ln(n)
R3
R3
Vout
VBE2
VT
ln( n)(1
R2 ) R3
(CM COUT )
CL
-3dB频率：
300
106 (0.04 110 12
0.05)
27 M
(rad
/
s)
f3dB 2 4.2M (Hz)
知识点
1.MOS器件原理 2.电流镜 3.带隙基准 4.反相器（三种类型） 5.差分放大器 6.共源共栅放大器 7.输出放大器 8.运算放大器
例.假设下图所示电路中M1的宽长比为2um/1um，M2的宽长比为1 um/1um,Cgd1=0.5fF,Cbd1=10fF, Cbd2=10fF,Cgs2=2fF,CL=1pF,漏电流ID= 100uA，求小信号增益和-3dB频率。
解： AV
gm1 gm2
K 'N W1L2 K 'P W2L1
反相器
高增益放大电路的结构
差分输入级
共源共栅放大级
反相器是所有放大器中最基本的电路
输出级
1.有源负载反相器
2.电流源负载反相器 3.CMOS反相器
有源负载反相器
有源负载反相器
AV
vout vin
gm1 gm2
Rout
gm2
1
g ds1
1 gm2
3dB
1 RoCo
gm2 CL
f3dB 2
电流镜负载差分放大器
例.设计电流镜负载差分放大器以满足以下指标： （1）差模增益100V/V；（2）-1.5V<ICMR<2V；（3）Pdiss<1mW 已知VDD=2.5V;VSS=-2.5V，假设尾电流为100uA，所有管子L=1um。
1.最大共模输入电压约束条件： VICmax VDD VSG3 VTN
MOSFET的工作原理—导通过程
VGS > 0时, 在栅极 下面的二氧化硅中将产 生一个指向P型衬底、且 垂直衬底表面的电场。 电场排斥空穴，吸引电 子到半导体表面。
VGS
S
G
D 反型层
N+
N+
E
P--Si
VGS越大吸引到半导体表面的电子就越多，当VGS >VT时， 吸引到栅极附近P型硅表面的电子积累形成N型反型薄层。器 件表面的导电类型从原来的P型反型到现在的N型，导电沟道 形成。
Rout
g ds 2
1
g ds1
3dB
1 RoCo
gds1 g ds2 CL
f3dB 2
CMOS反相器的频率响应
反相器极点频率近似计算方法：
1 p
ROUT COUT
1.频率响应的极点约等于节点到地的电容和电阻乘积的倒数。 2.电路中的每一个节点对传输函数贡献一个极点。
有源负载反相器的频率响应
偏置电压VGG可使流过M1和M2的电流为100uA；此时输入电压vin 的直流值为多少；放大器的小信号电压增益为多少。
解：M2工作在饱和区
iD2
2
2
(vGG
VTN
)2
110 2
(vGG
0.7)2
100
VGG 2.05V
M1工作在饱和区
iD1
1
2
(VDD
vin
| VTP
|)2
50 5 2
(5
VDS =VGS -VT
输出特性曲线
MOS管的大信号模型
MOS管的电流电压关系（以NMOS为例）：
iD
0COXW
L
[(vGS
VT )vDS
1 2
vDS
2
]