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1、模拟CMOS集成电路设计重点回顾,考试题型,一、名词解释（每个2.5分，共10分） 二、填空题（每个空2分，共30分） 三、判断题（每个题2分，共10分） 四、简答题（每小题10分，共20分） 五、计算题（每小题15分，共30分） 试卷满分100分,MOS器件,MOS器件特点： 载流子导电，电压控制型器件 MOS器件的源端和漏端在几何上是等效的。,MOS器件的结构,MOS器件,W Gate width； Ldrawn(L) Gate length-layout gate length； Leff Effective gate length； LD S/D side diffusion； W/L
2、 Aspect ratio； S. D. G. B Source, Drain, Gate, Bulk(Body),MOS器件的结构,MOS器件,PMOS、NMOS器件剖面图,PMOS、NMOS器件剖面图 MOS器件是4端器件（D,G,S,B) NMOS，PMOS两种类型：CMOS工艺中，PMOS管与NMOS管必须做在同一衬底上，若衬底为P型，则PMOS管要做在一个N型的“局部衬底”上，这块与衬底掺杂类型相反的N型“局部衬底”叫做N阱,衬底端电平使PN结反偏 NMOS共享一个衬底端，PMOS有各自的衬底端。,MOS器件,阈值电压,以NMOS为例：D和S接地 VG0，空穴在硅表面积累,0VGVt
3、h 硅表面耗尽：表面只有固定的负电荷,强反型条件： 栅极下硅表面反型层的载流子浓度=衬底掺杂浓度,MOS器件,阈值电压(NMOS,VDS=0.1V),MOS器件,强反型条件： 栅极下硅表面反型层的载流子浓度=衬底掺杂浓度,理想的阈值电压：,MOS器件,栅氧化层中的电荷陷阱,Qss 为氧化层中有效正电荷密度 Qss 有可能使NMOS的Vth为负值，通过沟道离子注入可以提高Vth 沟道离子注入 注入P型杂质，使沟道内的P型杂质浓度上升，则：,MOS器件,沟道电荷随VDS变化,MOS器件,MOS器件,图2.11 三级管区漏电流与漏源电压的关系,MOS器件,电流方程 b. 深三极管区,图2.12 深三
4、极管区的线性工作,MOS器件,电流方程 饱和区VDSVGS-VTH 沟道夹断，电流随VDS增加近似固定,MOS器件,电流源 饱和区时，由于电流近似恒定，MOS构成电流源,MOS器件,MOS器件,VDS与工作区,MOS器件,问题: 一个nMOS管,偏置VGSVT ,漏级开路(ID =0),此晶体管是处于cut off 状态还是其他状态?为什么?,MOS器件,MOS器件,MOS器件,由上述比较来看,一个aspect为100,Vod=0.2V, ID=100 A的MOS管.跨导约为最小的npn管(1ma偏置)的1/40. 重要结论: MOS模拟电路设计中,决定放大器增益的重要因素gm首先是取决于W/
5、L值.(由2-17表达式) 关于偏置电流ID对gm的影响,由2-18式知gm (ID)1/2 ,调节ID对gm 作用较小,且从放大器输出电阻来看,较高ID对增益不一定有利.,MOS器件,沟道长度调制效应,MOS器件,沟道长度调制效应,MOS器件,沟道长度调制效应,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,MOS器件,单级放大器,单级放大器四种基本类型 共源放大器 源跟随器 共栅放大器 共源共栅放大器,单级放大器-共源放大器,单级放大器-源跟随器,源跟随器具有大的输入阻抗和中等的输出阻抗,单机放大器-源跟随器,单级放大
6、器-共栅放大器,单级放大器-共栅放大器,单级放大器-共栅放大器,单级放大器-共栅放大器,单级放大器-共栅放大器,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,单级放大器-共源共栅电路,差动放大器,差动放大器-差分信号的定义,差动放大器-单端和差分工作的特点,差动放大器-基本差动对的定性分析,差动放大器-基本差动对的定量分析,差动放大器-基本差动对的定量分析,差动放大器-基本差动对的定量分析,in,差动放大器-MOS为负载的差动对,差动放大器-MOS为负载的差动
7、对,有源和无源电流镜,基本电流镜 电流源，电流镜，有源、无源电流镜的基本概念 共源共栅电流镜 特点：输出阻抗高，恒流性能好，但是占用更多的voltage headroom 有源电流镜,有源和无源电流镜-有源电流镜,有源和无源电流镜-有源电流镜,放大器的频率特性,密勒效应 极点和节点的关联,噪声,噪声类型 热噪声 闪烁噪声,反馈 Properties of Feedback Circuits 增益去敏(Gain Desensitization)， 带宽改进(Bandwidth Modification)， 端口阻抗改变(Terminal Impedence Modification)等. Typ
8、es of Amplifiers 根据放大器输入和输出特性得不同，放大器可分为电压放大器，电流放大器，跨导放大器和跨阻放大器。图 8.2 给出了这四种放大器的图示，等效电路及特性。,图8.2四种类型放大器 讨论：1，我们常见的放大器，根据其输入输出特性， 大致可归于四类放大器中的一种，但任何一个放大器电 路都不是某种类型的理想结构。 2,负反馈可以使放大器的输入输出阻抗得到大幅 度的改变，因此要获得接近理想的某类型放大器，负反 馈是有效的措施。,运算放大器的性能参数,运算放大器的性能参数,(GBW),运算放大器的性能参数,运算放大器的性能参数,运放的频率补偿,运放的频率补偿,运放的频率补偿,运放的频率补偿,运放的频率补偿,运放的频率补偿,
