集成电路设计基础 课后答案
3篇3章习题解答浙大版集成电路课后答案说课材料
3篇3章习题解答浙大版集成电路课后答案第三章 反馈放大电路及应用题3.3.1 怎样分析电路中是否存在反馈?如何判断正、负反馈；动态、 静态反馈(交、直流反馈)；电压、电流反馈；串、并联反馈?解：根据电路中输出回路和输入回路之间是否存在信号通路，可判断是否存在反馈。
利用瞬时极性法，可以判断正、负反馈：若反馈信号的引入使放大器的净输入量增大， 则为正反馈；反之为负反馈。
在静态条件下(v i =0)将电路画成直流通路，假设因外界条件(如环境温度)变化引起静态输出量变化，若净输入量也随之而变化，则表示放大器中存在静态反馈。
当v i 加入后，将电路画成交流通路，假定因电路参数等因素的变化而引起输出量变化，若净输入也随之而变化，则表示放大器中存在动态反馈。
利用反证法可判断电压、电流反馈。
假设负载短路后，使输出电压为零，若反馈量也随之为零，则是电压反馈；若反馈量依然存在(不为零)，则是电流反馈。
在大多数电路中(不讨论个别例外)，若输入信号和反馈信号分别加到放大电路的二个输入端上，则为串联反馈；若加到同一输入端上，则为并联反馈。
题3.3.2 电压反馈与电流反馈在什么条件下其效果相同，什么条件下效果不同?解：在负载不变的条件下，电压反馈与电流反馈效果相同；当负载发生变化时，则二者效果不同，如电压负反馈将使输出电压恒定，但此时电流将发生更大的变化。
题3.3.3 在图题3.3.3所示的各种放大电路中，试按动态反馈分析：(1)各电路分别属于哪种反馈类型?(正/负反馈；电压/电流反馈；串联/并联反馈)。
(2)各个反馈电路的效果是稳定电路中的哪个输出量?(说明是电流，还是电压) (4)若要求将图(f)改接为电压并联负反馈，试画出电路图(不增减元件)。
解：(1)，(2) : (a)电压并联负反馈，稳定υo 。
(b)电流串联负反馈，稳定i o 。
(c)电流并联负反馈，稳定i o 。
(d)电压串联负反馈，稳定υo 。
(e)电压并联负反馈，稳定υo 。
3篇3章习题解答浙大版集成电路课后答案
第三章 反馈放大电路及应用题3.3.1 怎样分析电路中是否存在反馈?如何判断正、负反馈；动态、 静态反馈(交、直流反馈)；电压、电流反馈；串、并联反馈?解：根据电路中输出回路和输入回路之间是否存在信号通路，可判断是否存在反馈。
利用瞬时极性法，可以判断正、负反馈：若反馈信号的引入使放大器的净输入量增大， 则为正反馈；反之为负反馈。
在静态条件下(v i =0)将电路画成直流通路，假设因外界条件(如环境温度)变化引起静态输出量变化，若净输入量也随之而变化，则表示放大器中存在静态反馈。
当v i 加入后，将电路画成交流通路，假定因电路参数等因素的变化而引起输出量变化，若净输入也随之而变化，则表示放大器中存在动态反馈。
利用反证法可判断电压、电流反馈。
假设负载短路后，使输出电压为零，若反馈量也随之为零，则是电压反馈；若反馈量依然存在(不为零)，则是电流反馈。
在大多数电路中(不讨论个别例外)，若输入信号和反馈信号分别加到放大电路的二个输入端上，则为串联反馈；若加到同一输入端上，则为并联反馈。
题3.3.2 电压反馈与电流反馈在什么条件下其效果相同，什么条件下效果不同?解：在负载不变的条件下，电压反馈与电流反馈效果相同；当负载发生变化时，则二者效果不同，如电压负反馈将使输出电压恒定，但此时电流将发生更大的变化。
题3.3.3 在图题3.3.3所示的各种放大电路中，试按动态反馈分析：(1)各电路分别属于哪种反馈类型?(正/负反馈；电压/电流反馈；串联/并联反馈)。
(2)各个反馈电路的效果是稳定电路中的哪个输出量?(说明是电流，还是电压) (4)若要求将图(f)改接为电压并联负反馈，试画出电路图(不增减元件)。
解：(1)，(2) : (a)电压并联负反馈，稳定υo 。
(b)电流串联负反馈，稳定i o 。
(c)电流并联负反馈，稳定i o 。
(d)电压串联负反馈，稳定υo 。
(e)电压并联负反馈，稳定υo 。
(f)电压串联负反馈，稳定υo 。
1篇3章习题解答浙大版集成电路课后答案
第三章场效应晶体管及其电路分析题1.3.1绝缘栅场效应管漏极特性曲线如图题1.3.1（a）~（d）所示。
（1）说明图（a）~（d）曲线对应何种类型的场效应管。
（2）根据图中曲线粗略地估计：开启电压V T、夹断电压V P和饱和漏极电流I DSS或I DO 的数值。
图题1.3.1解：图(a)：增强型N沟道MOS管，V GS(th)≈3V,I DO≈3mA；图(b)：增强型P沟道MOS管，V GS(th)≈-2V,I DO≈2mA；图(c)：耗尽型型P沟道MOS管，V GS(off)≈2V,I DSS≈2mA；图(d)：耗尽型型N沟道MOS管，V GS(off)≈-3V,I DSS≈3mA。
题1.3.2 场效应管漏极特性曲线同图题1.3.1（a）~（d）所示。
分别画出各种管子对应的转移特性曲线i D=f（v GS）。
解：在漏极特性上某一V DS下作一直线，该直线与每条输出特性的交点决定了V GS和I D的大小，逐点作出，连接成曲线，就是管子的转移特性了，分别如图1.3.2所示。
图1.3.2题1.3.3 图题1.3.3所示为场效应管的转移特性曲线。
试问：图题1.3.3（1）I DSS 、V P 值为多大？ （2）根据给定曲线，估算当i D =1.5mA 和i D =3.9mA 时，g m 约为多少？ （3） 根据g m 的定义：GS Dm dv di g ，计算v GS = -1V 和v GS = -3V 时相对应的g m 值。
解： (1) I DSS =5.5mA ，V GS(off)=-5V ；(2) I D =1.5mA 时，g m ≈0.88ms ，I D =3.9mA 时，g m ≈1.76ms ；(3) v GS =-1V 时，g m ≈0.88ms ，v GS =-3V 时，g m ≈1.76ms 。
题1.3.4 由晶体管特性图示仪测得场效应管T 1和T 2各具有图题1.3.4的（a ）和（b ）所示的输出 特性曲线，试判断它们的类型，并粗略地估计V P 或V T 值，以及v DS =5V 时的I DSS 或 I DO 值。
集成电路设计基础 课后答案
班级：通信二班姓名：赵庆超学号：200712012977，版图设计中整体布局有哪些注意事项？答：1版图设计最基本满足版图设计准则，以提高电路的匹配性能，抗干扰性能和高频工作性能。
2 整体力求层次化设计，即按功能将版图划分为若干子单元，每个子单元又可能包含若干子单元，从最小的子单元进行设计，这些子单元又被调用完成较大单元的设计，这种方法大大减少了设计和修改的工作量，且结构严谨，层次清晰。
3 图形应尽量简洁，避免不必要的多边形，对连接在一起的同一层应尽量合并，这不仅可减小版图的数据存储量，而且版图一模了然。
4 在构思版图结构时，除要考虑版图所占的面积，输入和输出的合理分布，较小不必要的寄生效应外，还应力求版图与电路原理框图保持一致（必要时修改框图画法），并力求版图美观大方。
8，版图设计中元件布局布线方面有哪些注意事项？答：1 各不同布线层的性能各不相同，晶体管等效电阻应大大高于布线电阻。
高速电路，电荷的分配效应会引起很多问题。
2 随器件尺寸的减小，线宽和线间距也在减小，多层布线层之间的介质层也在变薄，这将大大增加布线电阻和分布电阻。
3 电源线和地线应尽可能的避免用扩散区和多晶硅布线，特别是通过较大电流的那部分电源线和地线。
因此集成电路的版图设计电源线和地线多采用梳状布线，避免交叉，或者用多层金属工艺，提高设计布线的灵活性。
4 禁止在一条铝布线的长信号霞平行走过另一条用多晶硅或者扩散区布线的长信号线。
因为长距离平行布线的两条信号线之间存在着较大的分布电容，一条信号线会在另一条信号线上产生较大的噪声，使电路不能正常工作。
、5 压点离开芯片内部图形的距离不应少于20um，以避免芯片键和时，因应力而造成电路损坏。
集成电路设计基础作业解答(8～12)
1、 求N ＋硅NMOS 晶体管的阈值电压和体因子K 。
设t OX =0.1um ， N A ＝3×1018/cm 3。
多晶硅栅掺杂浓度N D ＝1020/cm 3。
氧化层和硅界面处单位面积的正离子电荷为1010cm -3 解答：（1）P 型衬底体因子OXA S C N q K ε2=，其中C q cm F cm N S A 1914318106.1/10854.89.11/103--⨯=⨯⨯=⨯=，，εmT C OXOXOX μεε1.09.30⨯==。
计算可得V K 13.29=（2）V T 有三部分组成：a 、平带电压V FB ；由两部分组成OXOXbulk poly FB C Q V -=-φ。
其中bulk poly -φ为栅多晶硅和体硅的功函数差；)ln(DA bulk poly N N q kT米势＝多晶硅费米势－硅体费=-φ Q ox 为界面电荷；b 、降落在栅氧上的电压OXA OX n A OX C QC Q Q V ≈+=；其中F S A S S A F A qN qN Q φεφεφ42)2(≈=c 、半导体表面势)ln(2iA F F F n N q kT＝是衬底费米势，其中φφφ。
所以得到F OXA OX OX bulk poly F OX FB thC QC Q V V V φφφ22+--=++=- 带入相应数值得到当没有衬底偏置效应时（V SB ＝0）阈值电压为V th ＝28.9V 阈值电压的通式为：)22(),(00F SB F th th SB th V K V V V V φφ-++=评注：这个的数字很不正常，一般电路中MOS 器件的阈值电压只有0.7～0.8V 左右。
体效应系数只有0.3左右。
产生这些偏差的原因是衬底浓度太高（3e1018）。
一般的衬底浓度只有1015～1016量级7.1 已知一自举反相器如图题7.1所示，其负载管的W/L ＝2，设其他参数委V T =0.7，V DD =5V ，k ’=1×10-5A/V 2, 忽略衬底偏置效应。
射频与通信集成电路设计习题参考答案
RL (1 Q2 ) RS
Q RS 1 50 1 0.816
RL
30
X Lp
X L' (1
1 Q2
)
QRL (1
1 Q2
)
61.24
Q L ' L ' QRL
RL
L QRL 15 0.81630 15 0.63nH 2π 2.4109
LP
X Lp
61.24 2π 2.4109
Qn=2 4.58nH
2.91nH
1.53pF
（b）
（b）
Qn=2
2.44nH
2.61pF
3.76pF
Qn=2
1.79pF
1.69nH
2.22nH
6
东南大学《射频集成电路设计基础》课程
（二）计算法 1）L 型匹配网络计算
L
j15
L’
LP
C
0(RL)
C
习题参考答案 Z. Q. LI RL(1+Q2)
（a）
（b）
L=0.64nH C=1.09pF
C=1.67pF L=4.06nH
5
东南大学《射频集成电路设计基础》课程
2）具有最大节点品质因数为 2 的 T 型匹配网络
习题参考答案 Z. Q. LI
Qn=2 947.6fF
890.9fF
2.9nH
（a） 3）具有最大节点品质因数为 2 的型匹配网络 （a）
(d) ZIN 2Zo ,
1 ΓIN = 3
2.7 请将下图中 Smith 圆图上的曲线与它们的性质对应起来，并填入到下表中。
曲线性质
曲线编号
某频率点上的 LC 网络阻抗匹配
习题解答浙大版集成电路课后答案
第一章 放大电路的动态和频响分析题3.1.1 对于放大电路的性能指标，回答下列问题：(1) 已知某放大电路第一级的电压增益为40dB ，第二级的电压增益为20dB ，总的电压增益为多少dB ？(2) 某放大电路在负载开路时输出电压为4V ，接入3 k Ω的负载电阻后输出电压降为3V ，则该放大电路的输出电阻为多少？(3) 为了测量某CE 放大电路的输出电压，是否可以用万用表的电阻档直接去测输出端对地的电阻？解：(1) 60 dB ；(2) 1 k Ω；(3) 不可以。
题3.1.2 一学生用交流电压表测得某放大电路的开路输出电压为4.8V ，接上24 k Ω的负载电阻后测出的电压值为4V 。
已知电压表的内阻为120 k Ω。
求该放大电路的输出电阻R o 和实际的开路输出电压V oo 。
解：由题意列方程组： 420208.4120120=+⋅=+⋅o DD o BB R V R V解得：V 5k 5=Ω=OO o V R ，题3.1.3 在图题3.1.3所示CS 放大电路中，已知静态工作点为V GSQ ＝-0.5V ，I DQ ＝2mA ，V DSQ＝5V ，R s ＝3k Ω。
设电压放大倍数为vA ＝-20，发生截止失真时输出电压的正向幅值为5V ，发生饱和失真时输出电压的负向幅值为3V 。
(1) 当输入信号为v i =0.1sin ωt (V)时，画出g 、d 点的电压波形v G 、v D ，并标出峰、谷电压的大小；(2) 当输入信号为v i =0.3sin ωt (V)时，画出g 、d 点的电压波形v G 、v D ，并标出峰、谷电压的大小。
图题3.1.3解：(1) 当v i =0.1sin ωt (V)时，栅极的静态电压为：V 5.5325.0=⨯+-=+=s DQ GSQ GQ R I V V栅极的瞬态电压为：(V)t 0.1sin 5.5ω+=+=i GQ G v V v漏极的瞬态电压为：(V) sin 211sin 1.0)20(325t t v A R I V v V v V v iv s DQ DSQ o DQ d DQ D ω-=ω⨯-+⨯+=++=+=+=因此，v G 、v D 电压波形如图3.1.3（a ）所示。
射频集成电路设计基础参考答案
=
C--C---e-2-q-
2
R2
;
而
Ceq
=
C----C-1---1+--C---C--s---s ≈ C----C-1---1-+-C---C--2---2
故有
Rp
≈
C-----1--C-+---1--C-----2
2
R2
以上推导均假设串并转换过程中电路 Q 值足够大 转换前后的电阻值之间仅为 Q2 的关系
yl2 = YL2 ⋅ Z2 = 2 + j0.565
经过 0.15λ 的传输线得到 B 点处的归一化导纳 yb2 ≈ 0.75 – j0.66
(3) B 点处的总导纳 YB = yb1 ⁄ Z1 + yb2 ⁄ Z2 = (1.85 – j1.62)×10–2 对 Z3 归一化得到 yb = 3.7 – j3.24 对应的归一化阻抗为 zb ≈ 0.15 + j0.135 实际阻抗和反射系数为
射频集成电路设计作业 1 参考答案
1. 在阻抗圆图上某一点 z 与圆图中心点 1+j0 连线的延长线上可以找到一点 y, 使得 y 与 z 到中心 点的距离相等 证明 y 点的阻抗读数即为 z 点阻抗所对应的导纳
令 z 点的反射系数为Γz y 点的反射系数为Γy 有Γy = –Γz 而 z 点和 y 点的阻抗分别为
而电容值保持不变
(2) 由 Q2 = ωC2R2 = ω-----C--1--s--R----s Q = ωCpRp = ω-----C----1e--q---R----s 及 Ceq = C----C-1---1+--C---C--s---s 可得
Q = ω-----C----1e--q---R----s = ω-----C--1--s--R----s C-----1--C--+--1--C-----s = Q21 + C-C----1s
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班级：通信二班姓名：赵庆超学号：20071201297
7，版图设计中整体布局有哪些注意事项？
答：1版图设计最基本满足版图设计准则，以提高电路的匹配性能，抗干扰性能和高频工作性能。
2 整体力求层次化设计，即按功能将版图划分为若干子单元，每个子单元又可能包含若干子单元，从最小的子单元进行设计，这些子单元又被调用完成较大单元的设计，这种方法大大减少了设计和修改的工作量，且结构严谨，层次清晰。
3 图形应尽量简洁，避免不必要的多边形，对连接在一起的同一层应尽量合并，这不仅可减小版图的数据存储量，而且版图一模了然。
4 在构思版图结构时，除要考虑版图所占的面积，输入和输出的合理分布，较小不必要的寄生效应外，还应力求版图与电路原理框图保持一致（必要时修改框图画法），并力求版图美观大方。
8，版图设计中元件布局布线方面有哪些注意事项？
答：1 各不同布线层的性能各不相同，晶体管等效电阻应大大高于布线电阻。
高速电路，电荷的分配效应会引起很多问题。
2 随器件尺寸的减小，线宽和线间距也在减小，多层布线层之间的介质层也在变薄，这将大大增加布线电阻和分布电阻。
3 电源线和地线应尽可能的避免用扩散区和多晶硅布线，特别是通过
较大电流的那部分电源线和地线。
因此集成电路的版图设计电源线和地线多采用梳状布线，避免交叉，或者用多层金属工艺，提高设计布线的灵活性。
4 禁止在一条铝布线的长信号霞平行走过另一条用多晶硅或者扩散区布线的长信号线。
因为长距离平行布线的两条信号线之间存在着较大的分布电容，一条信号线会在另一条信号线上产生较大的噪声，使电路不能正常工作。
、
5 压点离开芯片内部图形的距离不应少于20um，以避免芯片键和时，因应力而造成电路损坏。