cmos (3)

b）M3与M4的宽长比失配等效为差分对负载电阻阻值失配

ADM??gm1RD g m 1 ? R D 1 ? 2 g m 1 R SSACM?DM??1?2gm1RSSCMRR??RD/RD

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第五章：电流镜

1．写出下图共源共栅电流源的低频小信号输出电阻和最小输出电压。（假设：所有MOS管的尺寸相同）

I I

+ AM3 M2

BVo

M4 M1 -

（1）Ro = ro1 + [ 1 + (gm2 + gmb2)ro1] ro2

R

(2) Vgs4 = Vgs3 = 2I + Vth = ⊿V + Vth

K'W/L 其中：⊿V为MOS管的过驱动电压。 VA = Vgs3 + Vgs4 = Vth + ⊿V + Vth + ⊿V = 2 ( Vth + ⊿V)

当M2的漏级电位比栅级电位低到小于Vth时，M2进入线性区。 Vds2 = Vo - VB , Vgs2 = 2 ( Vth + ⊿V)- VB （1） Vgs2-Vth = 2⊿V + Vth - VB （2） 要使M2处于饱和状态，要满足：Vds2 ≥ Vgs2 - Vth 比较（1）和（2）可得： Vo(min) = 2⊿V + Vth

2. 改进型的威尔逊电流源如下图所示，说明其负反馈调节的工作原理，推导满足Vgs3=Vgs4的电路中NMOS管的尺寸的条件。

VDDIREFIout

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M4M3M1M2

（1）工作原理：假设输出电流Io有一个△Io的增量，则M2的漏极电压也有一个△V的增量。该增量通过M1和 M2的镜象作用反馈到M1支路，则M1的Vgs也有一个△V的增量，该增量导致M1的Vds1的减小，使得M3的Vgs也有一个相应的减小，所以Io将调回到原值；反之亦然。因此，Io的稳定是由M2将输出电流反馈到IR支路得到。

（2）要保证Vgs3=Vgs4，则由：Idi?12?nCox(WL)i(Vgsi?Vth)2（i=1-4） 所以：V2Id32Id4gs3???V?Vth nCox(Wth，Vgs4?L)3?nCox(WL)4因为：Id4 = Id1, Id3 = Id2, Vgs2=Vgs1

2?1?1nCox(W)1(Vgs1?Vth)22??nCox(W)2(V则：2L??2L2gs2?Vth) nCox(WL)4?nCox(WL)3得：

(WL)1(WL)2(W)?(W--->(WL)1?(WL)2 --> (WL)3(W)2L4L)(WL)?L 34(WL)3(WL)4(WL)1

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第六章：频率响应

1. 级连放大电路如图所示,求每个运算放大器输出节点的传递函数和总的传递函数Vo/Vi（假设每个运算放大器为理想放大器）。

RSMR1ANR2P

1A2Vo Vi+ -CiCNCL

VM?Vi1?RC----->VM?1S

SiSVi1?RSCi

VA1?A11?R；VA2A1V??A2 iSCiSVi1?RSCiS1?R1CNS VoV?A1R?A2?R?1 i1?SCiS11CNS1?R2CLS

2. 密勒效应。

2. 低通和高通滤波器的频率响应。 3. 共源放大器的频率响应。

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第九章：运算放大器

1．共模反馈的速度，运放的理想共模抑制比CMRR；运放的低频小信号增益与运放的工作频率带宽存在什么矛盾。

共模反馈电路的速度要比运放差分电路的速度要快，否则很难实现有效的输出共模电平的调节；运放的理想共模抑制比CMRR是无穷大；运放的低频小信号增益与运放的工作频率带宽的变化趋势相反，若增益上升，工作频率带宽变小；反之亦然。

2．运放的低频小信号增益，运放的单位增益带宽定义，如果保证运放工作稳定，运放的相位裕度的范围要求。

运放的低频小信号增益是运放在低频小信号输入情况下，运放的交流输出电压与交流输入电压之比；运放的单位增益带宽是运放的低频频率到运放的放大倍数为1所对应的频率之间的宽度；运放的相位裕度的范围要求一般为45度到90度。

3．为什么要提高电流镜的输出电阻；将折叠式共源共栅运算放大器和基本差分型运算放大器相比较，如果电路选取相同的参数，电路的小信号增益哪个大；电路的输出压摆哪个大；为什么运算放大器的相位裕度不能太大，也不能太小。 稳定电流镜的输出电流；折叠式共源共栅运算放大器的小信号增益大，基本差分型运算放大器的输出压摆大； 运放的相位裕度如果太大会降低对输入大信号的反应速度，如果太小，运放的稳定性很差。

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