模拟CMOS集成电路分析与设计总复习
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（）。
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）.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.C.D..标准答案：C 6. 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）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（）。
（2分）A.B.C.D..标准答案：A13. 对电路进行直流工作点分析的Hspice命令是（）。
模拟CMOS集成电路分析与设计总复习
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
2010年CMOS模拟集成电路复习提纲
2007年《大规模集成电路分析与设计》复习提纲第2章MOSFET 的工作原理及器件模型分析重点内容：＊ CMOS 模拟集成电路设计分析的最基本最重要的知识：MOS 器件的三个区域的判断，并且对应于各个区域的I D 表达式，和跨导的定义及表达式。
＊ 体效应的概念，体效应产生的原因，及体效应系数γ。
＊ 沟道调制效应的概念，沟长调制效应产生的原因，沟道电阻D o I r λ1=，λ与沟道长度成反比。
＊ MOS 管结构电容的存在，它们各自的表达式。
＊ MOS 管完整的小信号模型。
MOSFET 的I-V 特性 1. TH GS V V <,MOS 管截止 2. TH GS V V ≥,MOS 管导通a.TH GS DS V V V -<,MOS 管工作在三极管区;⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=221)(DS DS TH GS ox n D V V V V L W C I μ 当)(2TH GS DS V V V -<<时,MOS 工作于深Triode 区,此时DS TH GS oxn D V V V LWC I )(-≈μ,DSD V I ~为直线关系. 导通电阻:)(1TH GS ox n DDSon V V LW C I V R -=∂∂=μb .THGS DSV V V -≥,MOS 管工作在饱和区;2)(21TH GS oxn D V V LWC I -=μ 跨导g m ：是指在一定的V DS 下，I D 对V GS 的变化率。
饱和区跨导：TH GS DD oxn H T GS oxn m V V I I LW C V V LW C g -==-=22)(μμ三极管区跨导：DS ox n m V L WC g μ=MOSFET 的二级效应1. 体效应: 源极电位和衬底电位不同,引起阈值电压的变化.)22(0F SB F TH TH V V V φφγ-++=)22(0FP BS FP n TH THN V V V φφγ--+=)(H T GS oxn constV GSD m V V LW C V I g DS -=∂∂==μ)22(0FN FN BS P TH THP V V V φφγ---+=2. 沟长调制效应: MOS 工作在饱和区,↑DS V 引起↓L 的现象.)1()(212DS TH GS ox n D V V V LWC I λμ+-⎪⎭⎫⎝⎛= TH GS D DS D ox n DS H T GS oxn GSD m V V I V I L W C V V V LW C V I g -=+⎪⎭⎫⎝⎛=+-=∂∂=2)1(2 )1)((λμλμ 饱和区输出阻抗：λλμ⋅=⋅-⎪⎭⎫⎝⎛=∂∂=D TH GS ox n DS D o I V V LWC V I r 1)(21112线性区输出阻抗：()[]DS TH GS oxn o V V V LW C r --=μ13. 亚阈值导电性V GS <V TH ,器件处于弱反型区.V DS >200mV 后,饱和区I D -V GS 平方律的特性变为指数的关系:T GSD V V I I ζexp0=MOSFET 的结构电容（各电容的表达式见书）MOSFET 的小信号模型MOS 器件在某一工作点附近微小变化的行为,称为小信号分析.此时MOS 器件的工作模型称为小信号模型. MOS 管的交流小信号模型是以其直流工作点为基础的。
模拟CMOS集成电路复习题库及答案
模拟CMOS集成电路期末复习题库及答案整理人：李明1．MOSFET跨导g m是如何定义的。
在不考虑沟道长度调制时，写出MOSFET在饱和区的g m与V GS−V TH、√I D和1V GS−V TH的关系表示式。
画出它们各自的变化曲线。
2．MOSFET的跨导g m是如何定义的。
在考虑沟道长度调制时，写出MOSFET在饱和区的g m与V GS−V TH、√I D和1V GS−V TH的关系表示式。
画出它们各自的变化曲线。
解：MOSFET跨导g m的定义：由于MOSFET工作再饱和区时，其电流受栅源过驱动电压控制，所以我们可以定义一个性能系数来表示电压转换电流的能力。
更准确地说，由于在处理信号的过程中，我们要考虑电压和电流的变化，因此我们把这个性能系数定义为漏电流的变化量除以栅源电压的变化量。
我们称之为“跨导”，并用g m来表示，其数值表示为：在不考虑沟道长度调制时：在考虑沟道长度调制时：3．画出考虑体效应和沟道长度调制效应后的MOSFET小信号等效电路。
写出r o和g mb的定义，并由此定义推出r o和g mb表示式。
解：4．画出由NMOS和PMOS二极管作负载的MOSFET共源级电路图。
对其中NMOS二极管负载共源级电路，推出忽略沟道长度调制效应后的增益表示式，分析说明器件尺寸和偏置电流对增益的影响。
对PMOS二极管负载的共源级电路，对其增益表示式作出与上同样的分析。
5．画出MOS共源共栅级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。
并推出此共源共栅级电路的电压增益和输出电阻表示式。
解：6．画出带源极负反馈电阻的以电阻作负载的MOS共源级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。
写出此电路的等效跨导定义式，并由此推出在不考虑沟道长度调制和体效应情况下的小信号电压增益表示式。
画出其漏电流和跨导随V in的变化曲线图。
7．画出带源极负反馈电阻的以电阻作负载的MOS共源级电路的电路图和其对应的小信号等效电路图。
2022年专升本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:每个芯片上晶体管旳数目将每（）个月翻一番（2分）A.12B.18C.20D.24.原则答案：B2. MOS 管旳小信号输出电阻是由MOS管旳（）效应产生旳。
（2分）A.体B.衬偏C.沟长调制D.亚阈值导通.原则答案：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.原则答案：D4. MOS管一旦浮现（）现象，此时旳MOS管将进入饱和区。
（2分）A.夹断B.反型C.导电D.耗尽.原则答案：A5. （）表征了MOS器件旳敏捷度。
（2分）A.B.C.D..原则答案：C6. Cascode放大器中两个相似旳NMOS管具有不相似旳（）。
（2分）A.B.C.D..原则答案：B7. 基本差分对电路中对共模增益影响最明显旳因素是（）。
（2分）A.尾电流源旳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.电路制造中旳误差.原则答案：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.原则答案：C9. 镜像电流源一般规定相似旳（）。
（2分）A.制造工艺B.器件宽长比C.器件宽度WD.器件长度L.原则答案：D10. 某一恒流源电流镜如图所示。
忽视M3旳体效应。
要使和严格相等，应取为（）。
（2分）A.B.C.D..原则答案：A11. 选择题:下列构造中密勒效应最大旳是（）。
（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.原则答案：A12. 下图中，其中电压放大器旳增益为-A，假定该放大器为抱负放大器。
请计算该电路旳等效输入电阻为（）。
（2分）A.B.C.D..原则答案：A13. 对电路进行直流工作点分析旳Hspice命令是（）。
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• 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 • 5，共模抑制比
• 6，跨导与VDS间的关系
说明为何通常使MOS管工作在饱和区
• 7，三种二级效应
描述三种效应以及对各参数的影响
• 8，基本器件的寄生电容
含包括了寄生电容的完整小信号电路
• 9，长沟道与短沟道器件的区别
第三章 单级放大器
• • • • • • • • • 放大器基础知识 共源级—电阻做负载 共源级—二极管接法的MOS 管做负载 共源级—电流源做负载 共源级－深线性区MOS管做负载 共源级－带源极负反馈 共漏级－源跟随器 共栅级 共源共栅级
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
• 1，模拟集成电路的优点 高集成度、高速度、高精度、低功耗、大批量时 成本低 • 2，CMOS相对于双极工艺在模拟集成电路上的优 缺点 • 优点：输入阻抗大，加工成本低，低功耗，易于 实现数模混合电路（是实现SOC较佳选择），设 计自由度大（小信号特性依赖于器件尺寸和直流 偏量，双极只依赖于直流偏量） • 缺点：低增益，速度慢（在改善，几十GHz）， 噪声大（也在改善）
第二章 MOS器件物理基础
• 基本概念
– 简化模型－开关 – 结构 – 符号
• I/V特性
– 阈值电压 – I-V关系式 – 跨导
• 二级效应
– 体效应、沟道长度调制效应、亚阈值导电性
• 器件模型
– 版图、电容、小信号模型等
• 1，MOSFET基本结构
P9图2.2(包括基本结构的截面图，栅、源、漏、 衬底各极，有效长度、宽度，符号等)
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
• 米勒定理及利用米勒定理求解输入电阻、 电容、极点等
• 2，MOS管源、漏的区分
提供载流子的端口为源，收集载流子的端口为漏
• 3，MOS管正常工作的基本条件
所有衬源（B、S）、衬漏（B、D）pn结必须反偏！
• 4，三极管区MOS管I/V特性的推导
P14~15，包括特性曲线，深三极管区特点
• 5，饱和区MOS管I/V特性的推导
夹断点，跨导gm的三个表达式
• 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
– – – – 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
• 1，电阻负载的共源极大信号特性、小信号 增益及其折中关系，电阻做负载的缺点 • 2，二极管解法做负载的共源极：小信号增 益及其折中关系，输入输出摆幅的求法 • 3，电流源做负载的共源级：小信号增益及 其折中关系，输出摆幅，静态工作点可不 可以“目测”的判断方法，能“目测”与 不能“目测”电路的特点 • 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)