拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版中文
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拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版中文
IX
1 2
nCOX
W L
[2 0.2(VX
1) (VX
1)
2
]
1 2
nCOX
W L
(1.4 VX )(VX
1)
gm
nCOX
W L
VDS
nCOX
W L
(Vx
1)
Copyright for zhouqn
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
IX
+
IX
1 2
nCOX
IX
1 2
PCox
W L
(0.1)2
gm
PCox
W L
(0.1)
+ 1.9V
-
② 当1.8V<VX≤1.9V时，MOS管工作在线性区
IX
1 2
PCox
W L
[2 (0.1) (VX
1.9) (VX
1.9)2 ]
gm
PCox
W L
(VX
1.9)
Copyright for zhouqn
第二章 作业答案
Copyright for zhouqn
2.1、W/L=50/0.5，假设|VDS|=3V，当|VGS|从0上升到 3V时，画出NFET和PFET的漏电流VGS变化曲线
解：
a) NMOS管： 假设阈值电压VTH=0.7V,不考虑亚 阈值导电
① 当VGS<0.7V时，NMOS管工作在截止区，则ID=0 ② 当VGS>0.7V时， NMOS管工作在饱和区，NMOS管
0 8.854 1012 F / m sio2 3.9
模拟cmos集成电路设计(拉扎维)第2章MOS器件物理基础
电流近似只 于W/L和VGS 有关， 不随 VDS变化
22
I/V特性—当VDS>VGS-VTH时
用作电流源或电流沉（current sink）
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计
23
I/V特性—PMOS管
定义从D流 向S为正
PMOS管电流驱动能力比NMOS管差 0.8 m nwell：p=250cm2/V-s, n=550cm2/V-s
27
本讲
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
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计
28
二级效应
前面VTH、I/V、gm等推导都是基于最简 单假设
忽略了VDS对L的影响等二级效应
0 栅与衬底功函数差
COX
OX
TOX
常通过沟道注入把VTH0调节到合适值
工艺确定后，VTH0就固定了，设计者无法改变
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计
14
I/V特性－沟道随VDS的变化
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计
15
I/V特性—推导I(VDS,VGS)
I Qd v
Qd WCox(VGS VTH)
dx
L
VD S
IDdx WCoxn[VGS V(x) VTH]dV
x 0
V0
ID
nCox
W L
[(VGS
VTH)VDS
1 2
VDS2 ]
西电微电子学院－董刚－模拟集成电路设计
拉扎维模拟CMOS集成电路设计习题讲解
VGS
VDS+VTH1 VDS+VTH0
VDS3+VTH VDS2+VTH VDS1+VTH
Copyright for zhouqn
2.5 对于图2.42的每个电路，画出IX和晶体管跨导关于VX
的函数曲线草图，VX从0变化到VDD。在(a)中，假设Vx
从0变化到1.5V。 (a) n 0.1V 1
+
VX
M1
-
+
VGS 1.9 VX
VDS 1VX VDSAT Von 1.2 VX
1V -
工作在线性区，则
IX
nCOX
W L
[(1.2
VX
)(1
VX
)
0.5(1
VX
)2
]
1 2
nCOX
W L
(1.4 VX )(1VX )
gm
nCOXΒιβλιοθήκη W LVDSnCOX
W L
(1Vx )
② 当1V<VX<1.2V时,MOS管工作在线性区
管的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则
p 100cm2 /V / s LD 0.09106 m
p 0.2V 1 tox 9 109 m
ID
1 2
pCox
W Leff
(VGS
VTH )2 (1 p 3)
ID 4.8103 (VSG 0.8)2
0 8.854 1012 F / m sio2 3.9
ID
ro
1
ID
gmro
2Cox
W L
ID
1
ID
A
WL ID
Copyright for zhouqn
拉扎维_模拟CMOS集成电路设计课后答案
CORRECTIONS TO SOLUTIONS MANUALIn the new edition, some chapter problems have been reordered and equations and figure refer-ences have changed. The solutions manual is based on the preview edition and therefore must be corrected to apply to the new edition. Below is a list reflecting those changes.The “NEW” column contains the problem numbers in the new edition. If that problem was origi-nally under another number in the preview edition,that number will be listed in the“PREVIEW”column on the same line.In addition,if a reference used in that problem has changed,that change will be noted under the problem number in quotes. Chapters and problems not listed are unchanged.For example:NEW PREVIEW--------------4.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”The above means that problem4.18in the new edition was problem4.5in the preview edition.To find its solution, look up problem 4.5 in the solutions manual. Also, the problem 4.5 solution referred to “Fig. 4.35” and “Fig. 4.36” and should now be “Fig. 4.38” and “Fig. 4.39,” respec-tively._____________________________________________________________________________ CHAPTER 3NEW PREVIEW--------------3.1 3.83.2 3.93.3 3.113.4 3.123.5 3.133.6 3.143.7 3.15“From 3.6” “From 3.14”3.8 3.163.9 3.173.10 3.183.11 3.193.12 3.203.13 3.213.14 3.223.15 3.13.16 3.23.17 3.2’3.18 3.33.19 3.43.20 3.53.21 3.63.22 3.73.23 3.103.24 3.233.25 3.243.26 3.253.27 3.263.28 3.273.29 3.28 CHAPTER 4NEW PREVIEW--------------4.1 4.124.2 4.134.3 4.144.4 4.154.5 4.164.6 4.174.7 4.18“p. 4.6” “p. 4.17”4.8 4.194.9 4.204.10 4.214.11 4.224.12 4.234.13 4.24“p. 4.9” “p. 4.20”4.14 4.1“(4.52)” “(4.51)”“(4.53)” “(4.52)”4.15 4.24.16 4.34.17 4.44.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”4.19 4.6“Fig 4.39(c)” “Fig 4.36(c)”4.20 4.74.21 4.84.22 4.94.23 4.104.24 4.114.25 4.254.26 4.26“p. 4.9” “p. 4.20”CHAPTER 5NEW PREVIEW--------------5.1 5.165.2 5.175.3 5.185.4 5.195.5 5.205.6 5.215.7 5.225.8 5.235.9 5.15.10 5.25.11 5.35.12 5.45.13 5.55.14 5.65.15 5.75.16 5.85.17 5.95.18 5.10“Similar to 5.18(a)” “Similar to 5.10(a)”5.19 5.115.20 5.125.21 5.135.22 5.145.23 5.15CHAPTER 6NEW PREVIEW--------------6.1 6.76.2 6.86.3 6.9“from eq(6.23)” “from eq(6.20)”6.4 6.106.5 6.11“eq (6.52)” “eq (6.49)”6.6 6.16.7 6.26.8 6.36.9 6.46.10 6.56.11 6.66.13 6.13“eq (6.56)” “eq (6.53)”“problem 3” “problem 9”6.16 6.16“to (6.23) & (6.80)” “to (6.20) & (6.76)”6.17 6.17“equation (6.23)” “equation (6.20)”CHAPTER 7NEW PREVIEW--------------7.27.2“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)”7.177.17“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)7.197.19“eqns 7.66 and 7.67” “eqns 7.60 and 7.61”7.217.21“eqn. 7.66” “eqn. 7.60”7.227.22“eqns 7.70 and 7.71” “eqns. 7.64 and 7.65”7.237.23“eqn. 7.71” “eqn. 7.65”7.247.24“eqn 7.79” “eqn 7.73”CHAPTER 8NEW PREVIEW--------------8.18.58.28.68.38.78.48.88.58.98.68.108.78.118.88.18.98.28.108.38.118.48.138.13“problem 8.5” “problem 8.9”CHAPTER 13NEW PREVIEW--------------3.17 3.17“Eq. (3.123)” “Eq. (3.119)”CHAPTER 14 - New Chapter, “Oscillators”CHAPTER 15 - New Chapter, “Phase-Locked Loops”CHAPTER 16 - Was Chapter 14 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 14 to 16. CHAPTER 17 - Was Chapter 15 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 15 to 17. CHAPTER 18 - Was Chapter 16 in Preview Ed.NEW PREVIEW--------------18.316.3“Fig. 18.12(c)” “Fig. 16.13(c)”18.816.8“Fig. 18.33(a,b,c,d)” “Fig. 16.34(a,b,c,d)”Also, change all chapter references from 16 to 18.。
Razavi《模拟CMOS集成电路设计》习题答案精编版
CORRECTIONS TO SOLUTIONS MANUALIn the new edition, some chapter problems have been reordered and equations and figure refer-ences have changed. The solutions manual is based on the preview edition and therefore must be corrected to apply to the new edition. Below is a list reflecting those changes.The “NEW” column contains the problem numbers in the new edition. If that problem was origi-nally under another number in the preview edition,that number will be listed in the“PREVIEW”column on the same line.In addition,if a reference used in that problem has changed,that change will be noted under the problem number in quotes. Chapters and problems not listed are unchanged.For example:NEW PREVIEW--------------4.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”The above means that problem4.18in the new edition was problem4.5in the preview edition.To find its solution, look up problem 4.5 in the solutions manual. Also, the problem 4.5 solution referred to “Fig. 4.35” and “Fig. 4.36” and should now be “Fig. 4.38” and “Fig. 4.39,” respec-tively._____________________________________________________________________________ CHAPTER 3NEW PREVIEW--------------3.1 3.83.2 3.93.3 3.113.4 3.123.5 3.133.6 3.143.7 3.15“From 3.6” “From 3.14”3.8 3.163.9 3.173.10 3.183.11 3.193.12 3.203.13 3.213.14 3.223.15 3.13.16 3.23.17 3.2’3.18 3.33.19 3.43.20 3.53.21 3.63.22 3.73.23 3.103.24 3.233.25 3.243.26 3.253.27 3.263.28 3.273.29 3.28 CHAPTER 4NEW PREVIEW--------------4.1 4.124.2 4.134.3 4.144.4 4.154.5 4.164.6 4.174.7 4.18“p. 4.6” “p. 4.17”4.8 4.194.9 4.204.10 4.214.11 4.224.12 4.234.13 4.24“p. 4.9” “p. 4.20”4.14 4.1“(4.52)” “(4.51)”“(4.53)” “(4.52)”4.15 4.24.16 4.34.17 4.44.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”4.19 4.6“Fig 4.39(c)” “Fig 4.36(c)”4.20 4.74.21 4.84.22 4.94.23 4.104.24 4.114.25 4.254.26 4.26“p. 4.9” “p. 4.20”CHAPTER 5NEW PREVIEW--------------5.1 5.165.2 5.175.3 5.185.4 5.195.5 5.205.6 5.215.7 5.225.8 5.235.9 5.15.10 5.25.11 5.35.12 5.45.13 5.55.14 5.65.15 5.75.16 5.85.17 5.95.18 5.10“Similar to 5.18(a)” “Similar to 5.10(a)”5.19 5.115.20 5.125.21 5.135.22 5.145.23 5.15CHAPTER 6NEW PREVIEW--------------6.1 6.76.2 6.86.3 6.9“from eq(6.23)” “from eq(6.20)”6.4 6.106.5 6.11“eq (6.52)” “eq (6.49)”6.6 6.16.7 6.26.8 6.36.9 6.46.10 6.56.11 6.66.13 6.13“eq (6.56)” “eq (6.53)”“problem 3” “problem 9”6.16 6.16“to (6.23) & (6.80)” “to (6.20) & (6.76)”6.17 6.17“equation (6.23)” “equation (6.20)”CHAPTER 7NEW PREVIEW--------------7.27.2“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)”7.177.17“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)7.197.19“eqns 7.66 and 7.67” “eqns 7.60 and 7.61”7.217.21“eqn. 7.66” “eqn. 7.60”7.227.22“eqns 7.70 and 7.71” “eqns. 7.64 and 7.65”7.237.23“eqn. 7.71” “eqn. 7.65”7.247.24“eqn 7.79” “eqn 7.73”CHAPTER 8NEW PREVIEW--------------8.18.58.28.68.38.78.48.88.58.98.68.108.78.118.88.18.98.28.108.38.118.48.138.13“problem 8.5” “problem 8.9”CHAPTER 13NEW PREVIEW--------------3.17 3.17“Eq. (3.123)” “Eq. (3.119)”CHAPTER 14 - New Chapter, “Oscillators”CHAPTER 15 - New Chapter, “Phase-Locked Loops”CHAPTER 16 - Was Chapter 14 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 14 to 16. CHAPTER 17 - Was Chapter 15 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 15 to 17. CHAPTER 18 - Was Chapter 16 in Preview Ed.NEW PREVIEW--------------18.316.3“Fig. 18.12(c)” “Fig. 16.13(c)”18.816.8“Fig. 18.33(a,b,c,d)” “Fig. 16.34(a,b,c,d)”Also, change all chapter references from 16 to 18.。
模拟CMOS集成电路拉扎维实验二
实验二单级放大器的设计一、实验目的及任务1、掌握单级放大器的原理和性能。
2、设计一个采用电阻做负载的共源级放大器。
二、实验相关知识1、采用电阻做负载的共源级放大器电路的大信号分析。
如果输入电压从零开始增大，截止，（如图2.1（b））。
当接近时，开始导通，电流流经，使减小。
如果不是非常小，饱和导通，我们可以得到：这里忽略了沟道调制效应。
进一步增大，下降更多，管子继续工作在饱和区，直到（图2.1（b）中的A点）。
在A 点出满足：从上式可以计算出，并进一步计算出。
当时，工作在线性区：如果足够高以使进入深线性区，，从图2.1(b)的等效电路可以得到：2、采用电阻为负载的共源级放大器小信号特性由于在线性区跨导会下降，通常要确保,工作在图2.1(b)中A 点的左侧。
式(2.1)表征输入输出特性，并把它的斜率看作小信号增益，可以得到：此结果可以从下面的观察中直接得到：将输入电压的变化转换为漏极电流的变化，进一步转换为输入电压的变化。
从图2.1(d)的小信号等效电路也可以得到同样的结果。
V DD R DM 1V outV inV outV inV THV in1V outV inR DR onV DD V +-+-V 1outg m V 1R D(a)(c)(d)(b)图2.1 (a)共源级；(b)输入-输出特性；(c)MOS管工作在线性区的等效电路；(d)饱和区的小信号模型三、实验内容和步骤1、根据实验相关知识所述，画出采用电阻做负载的共源级放大器的原理图。
2、根据所画原理图编写电路网表。
3、调入SMIC0.35um混合信号工艺库。
4、先计算电路的直流工作点，随后进行仿真并得到电路的直流工作点，将仿真结果与计算结果进行比较。
5、在网表中加入DC分析的激励语句，做DC大信号仿真，得到放大器的直流转移特性曲线，并对的出的曲线进行分析说明。
6、在网表中加入AC分析的激励语句，做小信号仿真，得到放大器的AC频率特性和低频小信号增益，并对仿真结果给出分析和说明。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答案中文共40页文档
55、 为 中 华 之 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答 案中文
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
拉扎维模拟CMOS集成电路设计作业答 案中文
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版.ppt
+
VGS 1VX VDS 1.9 VX VDSAT Von 0.3 VX
1V
VX
M1
-
IX
1 2
nCOX
W L
(VGS
VTH )2
1 2
nCOX
W L
(1VX )2
+ 1.9V
-
gm
nCOX
W L
(VGS
VTH
)
nCOX
W L
(1VX
)
② 当VX≥0.3V时，MOS管工作截止区
M1
• 当Vin<0.7V时，M1工作在截止区，
Vin
Vout=0
• 当0.7<Vin≤1.7V时，M1工作在饱和区，则
Vout R1
+ 1V Vout R1
ID
1 2
nCOX
W L
(Vin
Vout
0.7)2
Vout
R1
• 当1.7V<Vin<3V时，M1工作在线性区，则
ID
nCOX
的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则
n 350cm2 /V / s LD 0.08106 m
n 0.1V 1 tox 9 109 m
ID
1 2
nCox
W Leff
(VGS
VTH )2 (1 n 3)
ID 12.8103 (VGS 0.7)2
③ 当VX>1.9V时，MOS管S与D交换 MOS管工作线性区
VGS 1VX
VDS 1.9 VX
IX
+
拉扎维模拟cmos集成电路设计第二章读书笔记
拉扎维模拟cmos集成电路设计第二章读书笔记第二章的主要内容是关于CMOS集成电路的基本原理和设计方法。
本章首先介绍了CMOS技术的基本概念和发展历程，然后详细讲解了CMOS集成电路的基本结构和工作原理。
CMOS技术是一种重要的集成电路制造技术，其特点是低功耗、高集
成度和稳定性好。
CMOS技术能够实现大规模集成电路的制造，使得
电子设备的性能得到了极大的提升。
CMOS技术的发展历程可以追溯
到20世纪60年代，经过了几十年的发展，目前已经成为集成电路制造的主流技术。
CMOS集成电路的基本结构由n沟道MOS（NMOS）和p沟道MOS（PMOS）组成。
通过控制栅极电压，可以控制MOS管的导通和截止，从而实现数字信号的处理。
CMOS集成电路的工作原理是基于MOS管的特性，
在不同的电压条件下，NMOS和PMOS管会交替导通和截止，从而实现电路的功能。
在CMOS集成电路设计中，需要考虑的主要问题是功耗和速度的平衡。
为了降低功耗，可以采用降低电压和电流的方法；为了提高速度，可以采用增加电压和电流的方法。
此外，还需要考虑集成电路的稳定性和抗噪声能力，以及布线和面积的优化等问题。
总的来说，CMOS集成电路的设计是一个综合考虑功耗、速度、稳定性和面积等方面的问题。
只有在这些方面做到合理的平衡，才能设计出高性能的CMOS集成电路。
因此，对于电子工程师来说，熟练掌握CMOS集成电路的设计方法和原理是非常重要的。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版
gmnC O XW LV D SnC O XW L(1 V x)
② 当1V<VX<1.2V时,MOS管工作在线性区
I X 1 2 n C O X W L [ 2 0 . 2 ( V X 1 ) ( V X 1 ) 2 ] 1 2 n C O X W L ( 1 . 4 V X ) ( V X 1 )
W
W
gmnC O XLV D SnC O XL(V x 1 )
精品课件
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
IX
+
IX 1 2n C O X W L ( V G S V T H )2 1 2n C O X W L (0 .2 )2
1.9V
VX
M1
-
+
g mn C O XW L(V G S V T H )0 .2n C O XW L
1
ID2
pC oxL W eff (V G SV TH)2(1p3)
ID4 .8 1 0 3(V S G0 .8 )2
08.8541012F/msio2 3.9
Cox
0 sio2 tox
3.837103F/m2
精品课件
2.2 W/L=50/0.5, |ID|=0.5mA，计算NMOS和PMOS的跨导 和输出阻抗，以及本证增益gmro
解：
gm
2Cox
W L
ID
ro
1 ID
gmro
2CoxW LID1 IDA
W L ID
精品课件
2.4 分别画出MOS晶体管的ID~VGS曲线。a) 以VDS作为参
数；b)以VBS为参数，并在特性曲线中标出夹断点
解：以NMOS为例
+
拉扎维 Razavi Analog CMOS 课后习题答案
CORRECTIONS TO SOLUTIONS MANUALIn the new edition, some chapter problems have been reordered and equations and figure refer-ences have changed. The solutions manual is based on the preview edition and therefore must be corrected to apply to the new edition. Below is a list reflecting those changes.The “NEW” column contains the problem numbers in the new edition. If that problem was origi-nally under another number in the preview edition,that number will be listed in the“PREVIEW”column on the same line.In addition,if a reference used in that problem has changed,that change will be noted under the problem number in quotes. Chapters and problems not listed are unchanged.For example:NEW PREVIEW--------------4.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”The above means that problem4.18in the new edition was problem4.5in the preview edition.To find its solution, look up problem 4.5 in the solutions manual. Also, the problem 4.5 solution referred to “Fig. 4.35” and “Fig. 4.36” and should now be “Fig. 4.38” and “Fig. 4.39,” respec-tively._____________________________________________________________________________ CHAPTER 3NEW PREVIEW--------------3.1 3.83.2 3.93.3 3.113.4 3.123.5 3.133.6 3.143.7 3.15“From 3.6” “From 3.14”3.8 3.163.9 3.173.10 3.183.11 3.193.12 3.203.13 3.213.14 3.223.15 3.13.16 3.23.17 3.2’3.18 3.33.19 3.43.20 3.53.21 3.63.22 3.73.23 3.103.24 3.233.25 3.243.26 3.253.27 3.263.28 3.273.29 3.28 CHAPTER 4NEW PREVIEW--------------4.1 4.124.2 4.134.3 4.144.4 4.154.5 4.164.6 4.174.7 4.18“p. 4.6” “p. 4.17”4.8 4.194.9 4.204.10 4.214.11 4.224.12 4.234.13 4.24“p. 4.9” “p. 4.20”4.14 4.1“(4.52)” “(4.51)”“(4.53)” “(4.52)”4.15 4.24.16 4.34.17 4.44.18 4.5“Fig. 4.38” “Fig. 4.35”“Fig. 4.39” “Fig. 4.36”4.19 4.6“Fig 4.39(c)” “Fig 4.36(c)”4.20 4.74.21 4.84.22 4.94.23 4.104.24 4.114.25 4.254.26 4.26“p. 4.9” “p. 4.20”CHAPTER 5NEW PREVIEW--------------5.1 5.165.2 5.175.3 5.185.4 5.195.5 5.205.6 5.215.7 5.225.8 5.235.9 5.15.10 5.25.11 5.35.12 5.45.13 5.55.14 5.65.15 5.75.16 5.85.17 5.95.18 5.10“Similar to 5.18(a)” “Similar to 5.10(a)”5.19 5.115.20 5.125.21 5.135.22 5.145.23 5.15CHAPTER 6NEW PREVIEW--------------6.1 6.76.2 6.86.3 6.9“from eq(6.23)” “from eq(6.20)”6.4 6.106.5 6.11“eq (6.52)” “eq (6.49)”6.6 6.16.7 6.26.8 6.36.9 6.46.10 6.56.11 6.66.13 6.13“eq (6.56)” “eq (6.53)”“problem 3” “problem 9”6.16 6.16“to (6.23) & (6.80)” “to (6.20) & (6.76)”6.17 6.17“equation (6.23)” “equation (6.20)”CHAPTER 7NEW PREVIEW--------------7.27.2“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)”7.177.17“eqn. (7.59)” “eqn. (7.57)7.197.19“eqns 7.66 and 7.67” “eqns 7.60 and 7.61”7.217.21“eqn. 7.66” “eqn. 7.60”7.227.22“eqns 7.70 and 7.71” “eqns. 7.64 and 7.65”7.237.23“eqn. 7.71” “eqn. 7.65”7.247.24“eqn 7.79” “eqn 7.73”CHAPTER 8NEW PREVIEW--------------8.18.58.28.68.38.78.48.88.58.98.68.108.78.118.88.18.98.28.108.38.118.48.138.13“problem 8.5” “problem 8.9”CHAPTER 13NEW PREVIEW--------------3.17 3.17“Eq. (3.123)” “Eq. (3.119)”CHAPTER 14 - New Chapter, “Oscillators”CHAPTER 15 - New Chapter, “Phase-Locked Loops”CHAPTER 16 - Was Chapter 14 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 14 to 16. CHAPTER 17 - Was Chapter 15 in Preview Ed.Change all chapter references in solutions manual from 15 to 17. CHAPTER 18 - Was Chapter 16 in Preview Ed.NEW PREVIEW--------------18.316.3“Fig. 18.12(c)” “Fig. 16.13(c)”18.816.8“Fig. 18.33(a,b,c,d)” “Fig. 16.34(a,b,c,d)”Also, change all chapter references from 16 to 18.。
模拟cmos集成电路设计课后答案中文
模拟cmos集成电路设计课后答案中文【篇一：北邮模拟cmos集成电路设计实验报告】=txt>姓名学院专业班级学号班内序号实验一:共源级放大器性能分析一、实验目的1、掌握synopsys软件启动和电路原理图（schematic）设计输入方法；2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真；3、输入共源级放大器电路并对其进行dc、ac分析，绘制曲线；4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响二、实验要求1、启动synopsys，建立库及cellview文件。
2、输入共源级放大器电路图。
3、设置仿真环境。
4、仿真并查看仿真结果，绘制曲线。
三、实验结果1、电路图2、仿真图四、实验结果分析器件参数：nmos管的宽长比为10，栅源之间所接电容1pf，rd=10k。
实验结果：输入交流电源电压为1v，所得增益为12db。
由仿真结果有：gm=496u，r=10k，所以增益av=496*10/1000=4.96=13.91 db实验二:差分放大器设计一、实验目的1.掌握差分放大器的设计方法；2.掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。
二、实验要求1.确定放大电路；2.确定静态工作点q；3.确定电路其他参数。
4.电压放大倍数大于20db，尽量增大gbw，设计差分放大器；5.对所设计电路进行设计、调试；6.对电路性能指标进行测试仿真，并对测量结果进行验算和误差分析。
三、实验结果随着r的增加，增益也增加。
但从仿真特性曲线我们可以知道，这会限制带宽的特性，w/l增大时，带宽会下降。
为保证带宽，选取w/l=30，r=30k的情况下的数值，保证了带宽，可以符合系统的功能特性，实验结果见下图。
1.电路图【篇二：集成电路设计王志功习题答案1-5章】划分，集成电路的发展已经经历了哪几代？它的发展遵循了一条业界著名的定律，请说出是什么定律？晶体管-分立元件-ssi-msi-lsi-vlsi-ulsi-gsi-soc。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案 ppt课件 (2)
p 100cm2 /V / s LD 0.09106 m
p 0.2V 1 tox 9 109 m
ID
1 2
pCox
W Leff
(VGS
VTH )2 (1 p 3)
ID 4.8103 (VSG 0.8)2
0 8.854 1012 F / m sio2 3.9
Cox
0 sio2 3.837 103 F / m2
W L
ID
3.66
mA /V
ro
1
n ID
1 0.1 0.5103
20k
gmro 3.66 103 20103 73.2
2）PMOS p 100cm2 /V / s
pCox 3.835105 F /V / s
gm
2PCox
W L
ID
1.96
mA /V
ro
1
P ID
1 0.2 0.5103
数；b)以VBS为参数，并在特性曲线中标出夹断点
解：以NMOS为例
+
当VGS<VTH时，MOS截止，则ID=0
+
VGS
-
+ VDS
VBS
--
ID当VTH<VGS<VDS+VTH时， MOS工斜率作正在比于饱VDS和区
ID
1
ID 2
C WL V V n ox
VSB=0GS
2 VSTB>H0
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
第二章 作业答案
1 ppt课件
2.1、W/L=50/0.5，假设|VDS|=3V，当|VGS|从0上升到 3V时，画出NFET和PFET的漏电流VGS变化曲线
拉扎维模拟cmos集成电路设计第二章读书笔记(一)
拉扎维模拟cmos集成电路设计第二章读书笔记(一)第一节：CMOS工艺•CMOS工艺是一种基于NMOS与PMOS两种晶体管的组合实现的集成电路工艺；•NMOS有强驱动能力和低电阻，但易耗电和噪声较大；PMOS低开销，但速度较慢，弱驱动；•CMOS集成电路采用了NMOS和PMOS两种晶体管组合，既弥补了它们各自的缺点，也提高了集成度和可靠性。
第二节：MOS管基础知识•MOS管(Metal-Oxide-Semiconductor)具有很高的输入阻抗和输入电容，适合于放大高阻负载信号；•MOS管的控制方式可以通过栅极和底面两种方式实现；•MOS管的工作状态分为截止区、亚阈区和过饱和区，通过对栅极电压和源漏极之间的电压进行控制，可以控制MOS管的工作状态。
第三节：CMOS逻辑部件和电路•CMOS逻辑部件和电路主要有三种：反相器、与门、或门；•基于MOS管的特性，CMOS逻辑电路具有以下优点：低功耗、高抗干扰、高噪声容限和可靠性。
第四节：CMOS模拟电路基础•CMOS模拟电路采用基于MOSFET的电路架构，实现类似于放大器、滤波器等模拟电路的函数；•在不同的工作状态下，MOSFET具有不同的放大系数和非线性特性，可以通过不同的电路结构来实现对模拟信号的处理。
第五节：元件和电路建模•元件和电路建模是模拟电路设计的基础，需要对MOS 管、电容、电感等元件进行建模，以便进行电路仿真和优化；•建模需要考虑电参数、非线性特性、MOS管的参数变化、温度等影响因素，以保证模型的精度和有效性。
第六节：差分放大器与运算放大器•差分放大器是模拟电路设计中常用的基础电路，其具有高增益、高抗干扰和高共模抑制比等优点；•运算放大器是将差分放大器和反馈电路结合起来形成的一种放大器，具有高放大系数、高输入阻抗和低输出阻抗等特点；•CMOS运算放大器由差分放大器、共模反馈电路和输出级三部分组成，采用反馈电路实现放大器的增益和带宽控制，可以适应不同的应用环境和需求。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版中文全
1.8)(Vin
Vout ) (Vin
Vout )2 ]R1
第十九页，共38页。
2.9 对于图2.46的每个电路，画出IX和VX关于时间的函数曲线
图。C1的初始电压等于3V。
Ix
Vx
(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V，Vb>VTH 当Vb-0.7 ≤ VX≤3V时，M1工作在饱和区
Vb
` C1
M1
Ix
1 2
nCOX
W L
(Vb
0.7)2
dQ Ixdt CdVX
dV Vx (t )
3V
X
t
0 I xdt
VX
(t)
3
1 2
nCOX
W L
(Vb
0.7)2
t
当VX< Vb-0.7时，M1工作在线性区，则
Ix
1 2
nCOX
W L
[2(Vb
0.7) VX
VX2 ]
第二十页，共38页。
当VX< Vb-0.7时，M1工作在线性区，则
1 2
nCox
WLVSBV=0GS
-
VVSB>0 TH
+
VBS
-
2
VDS
-
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
ID
nCox
W L
VGS
VTH
VDS
1 2
VD2S
VTH
VGS
VTH0 VTH1
VGS
VDS+VTH1 VDS+VTH0
VDS3+VTH VDS2+VTH VDS1+VTH
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1 W V I D nCOX (Vin Vout 0.7)2 out R1 2 L
•
当1.7V<Vin<3V时，M1工作在线性区，则
W V [2(Vin Vout VTH )(1 Vout ) (1 Vout ) 2 ] out R1 L
Copyright for zhouqn
第二章 作业答案
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2.1、W/L=50/0.5，假设|VDS|=3V，当|VGS|从0上升到 3V时，画出NFET和PFET的漏电流VGS变化曲线 解：
a) NMOS管： 假设阈值电压VTH=0.7V,不考虑亚 阈值导电
① ② 当VGS<0.7V时，NMOS管工作在截止区，则ID=0 当VGS>0.7V时， NMOS管工作在饱和区，NMOS管 的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则
SB SB
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
W 1 2 I D nCox VGS VTH VDS VDS L 2
VTH VGS
VTH0 VTH1 VGS
VDS+VTH0
VDS+VTH1
VDS2+VTH
VDS3+VTH
VDS1+VTH
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sio 3.9
2
I D 4.8 10 (VSG 0.8)
3
2
Cox
0 sio
tox
2
3.837 103 F / m2
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2.2 W/L=50/0.5, |ID|=0.5mA，计算NMOS和PMOS的跨 导和输出阻抗，以及本证增益gmro 解：本题忽略侧向扩散LD C 3.837 10 F / m t
IX 1V + 1.9V M1
+ VX -
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(e) λ=0,
0.45V 1/ 2
VTH 0 0.7V VGS 0.9V
2 F 0.9V
VDS 0.5
1.9V
M1
IX
+1.5V
VSB 1 VX
+ 1V -
+ VX -
VTH VTH 0 ( 2 F VSB 2 F ) 0.7 0.45( 0.9 VSB 0.9)
0 sio2 ox 3 2 ox
1）NMOS
W gm 2nCox I D 3.66 mA / V L
3 3
nCox 1.34225 104 F / V / s
ro
1 1 20k 3 n I D 0.1 0.5 10
gmro 3.66 10 20 10 73.2
② 当VX≥0.3V时，MOS管工作截止区
IX 0 gm 0
Copyright for zhouqn
(d) λ=γ=0, VTH=-0.8V
① 当0<VX≤1.8V时，MOS管上端为漏极，下端为源极， MOS管工作在饱和区
VGS 0.9V VDS VX 1.9 VDSAT Von 0.1V
W g m P Cox (0.1) L
IX 1V + 1.9V M1 + VX -
1 W I X P Cox (0.1) 2 2 L
② 当1.8V<VX≤1.9V时，MOS管工作在线性区
1 W I X P Cox [2 (0.1) (VX 1.9) (VX 1.9) 2 ] 2 L W g m P Cox (VX 1.9) L
VDS 1 VX VDSAT Von 1.2 VX
1.9V + 1V -
IX M1
+ VX -
工作在线性区，则
I X nCOX W 1 W 2 [(1.2 VX )(1 VX ) 0.5(1 VX ) ] nCOX (1.4 VX )(1 VX ) L 2 L W W VDS nCOX (1 Vx ) L L
M1 + VX Ix
VDS VDD VX 3 VX
VTH VTH 0
VSB VX
2 F VSB 2 F
2
1 W 2 I X nCox VGS VTH 1 VDS 2 L 1 W I X nCox 3 VX 0.7 0.45 0.9 VX 0.9
3
2
Cox
0 sio
tox
3.837 103 F / m2
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a) PMOS管： 假设阈值电压VTH= -0.8V,不考虑亚 阈值导电 ① 当| VGS | <0.8V 时，PMOS管工作在截止区，则ID=0 ② 当| VGS | ≥0.8V时， PMOS管工作在饱和区，PMOS
• 当Vin≥1.3V时，M1工作在饱和区，则
M1 2V R1
+ Vin Vout
ID
Vout
1 W nCOX (2 Vout 0.7) 2 R1 2 L
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管的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则
p 100cm2 / V / s
LD 0.09 106 m
p 0.2V 1
tox 9 109 m
1 W I D pCox (VGS VTH )2 (1 p 3) 2 Leff
0 8.854 1012 F / m
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2.7 对于图2.44的每个电路，画出Vout关于Vin 的函数曲线草图。Vin从0变化到VDD=3V。 解：
M1 Vin + 1V -
Vout R1
(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V
右图中，MOS管源-漏极交换
• •
M1
in
+ 1V Vout R1
当Vin<0.7V时，M1工作在截止区， V Vout=0 当0.7<Vin≤1.7V时，M1工作在饱和区，则
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
1 W 1 W I X nCOX (VGS VTH ) 2 nCOX (0.2) 2 2 L 2 L g m n COX W W (VGS VTH ) 0.2 n COX L L
1.9V + 1V -
IX M1
+ VX -
LD 0.08 106 m
n 350cm2 / V / s
n 0.1V 1
tox 9 109 m
1 W I D nCox (VGS VTH )2 (1 n 3) 2 Leff
0 8.854 1012 F / m
sio 3.9
2
I D 12.8 10 (VGS 0.7)
I D nCOX
2.7 (b) λ=γ=0 , VTH=0.7V
• 当0<Vin<1.3V时，M1工作在线性区，则 V I D out R1
M1 2V
Vout R1
+ Vin -
1 W nCOX [2 (2 Vout 0.7)(Vin Vout ) (Vin Vout ) 2 ] 2 L
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(C) λ=γ=0, VTH=0.7V
① 当VX<0.3V时，MOS管的源-漏交换，工作在饱和 区
VGS 1 VX
VDS 1.9 VX
VDSAT Von 0.3 VX
IX
1V + 1.9V -
M1
+ VX -
1 W 1 W I X nCOX (VGS VTH ) 2 nCOX (1 VX ) 2 2 L 2 L W W g m nCOX (VGS VTH ) nCOX (1 VX ) L L
1 W I X nCOX 2.727 VX 0.46 0.9 VX 2 L
2
(1.3 0.1VX )
g m 2nCOX
W IX L
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(b) λ=γ=0, VTH=0.7V
① 当0<VX<1V时，MOS管的源-漏交换
VGS 1.9 VX
当VX=0时,VTH=0.893V，此时MOS工作在饱和区
1 W I D nCOX [0.2 0.45( 1.9 VX 0.9)]2 2 L W g m nCOX [0.2 0.45( 1.9 VX 0.9)] L 随着VX增加，VSB降低，VTH降低，此时MOS管的过驱动电压增 加，MOS管工作在饱和区；直到过驱动VDSAT上升到等于 0.5V时，MOS管将进入线性区，则有
g m nCOX
② 当1V<VX<1.2V时,MOS管工作在线性区
1 W 1 W 2 I X nCOX [2 0.2(VX 1) (VX 1) ] nCOX (1.4 VX )(VX 1) 2 L 2 L W W g m nCOX VDS nCOX (Vx 1) L L Copyright for zhouqn
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③ 当VX>1.9V时，MOS管S与D交换
MOS管工作线性区
VDS 1.9 VX VGS 1 VX 1 W I X P Cox [2 (1 VX ) (1.9 VX ) (1.9 VX ) 2 ] 2 L W g m P Cox (VX 1.9) L
•
当1.7V<Vin<3V时，M1工作在线性区，则
W V [2(Vin Vout VTH )(1 Vout ) (1 Vout ) 2 ] out R1 L
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第二章 作业答案
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2.1、W/L=50/0.5，假设|VDS|=3V，当|VGS|从0上升到 3V时，画出NFET和PFET的漏电流VGS变化曲线 解：
a) NMOS管： 假设阈值电压VTH=0.7V,不考虑亚 阈值导电
① ② 当VGS<0.7V时，NMOS管工作在截止区，则ID=0 当VGS>0.7V时， NMOS管工作在饱和区，NMOS管 的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则
SB SB
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
W 1 2 I D nCox VGS VTH VDS VDS L 2
VTH VGS
VTH0 VTH1 VGS
VDS+VTH0
VDS+VTH1
VDS2+VTH
VDS3+VTH
VDS1+VTH
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sio 3.9
2
I D 4.8 10 (VSG 0.8)
3
2
Cox
0 sio
tox
2
3.837 103 F / m2
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2.2 W/L=50/0.5, |ID|=0.5mA，计算NMOS和PMOS的跨 导和输出阻抗，以及本证增益gmro 解：本题忽略侧向扩散LD C 3.837 10 F / m t
IX 1V + 1.9V M1
+ VX -
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(e) λ=0,
0.45V 1/ 2
VTH 0 0.7V VGS 0.9V
2 F 0.9V
VDS 0.5
1.9V
M1
IX
+1.5V
VSB 1 VX
+ 1V -
+ VX -
VTH VTH 0 ( 2 F VSB 2 F ) 0.7 0.45( 0.9 VSB 0.9)
0 sio2 ox 3 2 ox
1）NMOS
W gm 2nCox I D 3.66 mA / V L
3 3
nCox 1.34225 104 F / V / s
ro
1 1 20k 3 n I D 0.1 0.5 10
gmro 3.66 10 20 10 73.2
② 当VX≥0.3V时，MOS管工作截止区
IX 0 gm 0
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(d) λ=γ=0, VTH=-0.8V
① 当0<VX≤1.8V时，MOS管上端为漏极，下端为源极， MOS管工作在饱和区
VGS 0.9V VDS VX 1.9 VDSAT Von 0.1V
W g m P Cox (0.1) L
IX 1V + 1.9V M1 + VX -
1 W I X P Cox (0.1) 2 2 L
② 当1.8V<VX≤1.9V时，MOS管工作在线性区
1 W I X P Cox [2 (0.1) (VX 1.9) (VX 1.9) 2 ] 2 L W g m P Cox (VX 1.9) L
VDS 1 VX VDSAT Von 1.2 VX
1.9V + 1V -
IX M1
+ VX -
工作在线性区，则
I X nCOX W 1 W 2 [(1.2 VX )(1 VX ) 0.5(1 VX ) ] nCOX (1.4 VX )(1 VX ) L 2 L W W VDS nCOX (1 Vx ) L L
M1 + VX Ix
VDS VDD VX 3 VX
VTH VTH 0
VSB VX
2 F VSB 2 F
2
1 W 2 I X nCox VGS VTH 1 VDS 2 L 1 W I X nCox 3 VX 0.7 0.45 0.9 VX 0.9
3
2
Cox
0 sio
tox
3.837 103 F / m2
Copyright for zhouqn
a) PMOS管： 假设阈值电压VTH= -0.8V,不考虑亚 阈值导电 ① 当| VGS | <0.8V 时，PMOS管工作在截止区，则ID=0 ② 当| VGS | ≥0.8V时， PMOS管工作在饱和区，PMOS
• 当Vin≥1.3V时，M1工作在饱和区，则
M1 2V R1
+ Vin Vout
ID
Vout
1 W nCOX (2 Vout 0.7) 2 R1 2 L
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管的有效沟道长度Leff=0.5-2LD，则
p 100cm2 / V / s
LD 0.09 106 m
p 0.2V 1
tox 9 109 m
1 W I D pCox (VGS VTH )2 (1 p 3) 2 Leff
0 8.854 1012 F / m
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2.7 对于图2.44的每个电路，画出Vout关于Vin 的函数曲线草图。Vin从0变化到VDD=3V。 解：
M1 Vin + 1V -
Vout R1
(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V
右图中，MOS管源-漏极交换
• •
M1
in
+ 1V Vout R1
当Vin<0.7V时，M1工作在截止区， V Vout=0 当0.7<Vin≤1.7V时，M1工作在饱和区，则
③ 当VX≥1.2V时,MOS管工作在饱和区
1 W 1 W I X nCOX (VGS VTH ) 2 nCOX (0.2) 2 2 L 2 L g m n COX W W (VGS VTH ) 0.2 n COX L L
1.9V + 1V -
IX M1
+ VX -
LD 0.08 106 m
n 350cm2 / V / s
n 0.1V 1
tox 9 109 m
1 W I D nCox (VGS VTH )2 (1 n 3) 2 Leff
0 8.854 1012 F / m
sio 3.9
2
I D 12.8 10 (VGS 0.7)
I D nCOX
2.7 (b) λ=γ=0 , VTH=0.7V
• 当0<Vin<1.3V时，M1工作在线性区，则 V I D out R1
M1 2V
Vout R1
+ Vin -
1 W nCOX [2 (2 Vout 0.7)(Vin Vout ) (Vin Vout ) 2 ] 2 L
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(C) λ=γ=0, VTH=0.7V
① 当VX<0.3V时，MOS管的源-漏交换，工作在饱和 区
VGS 1 VX
VDS 1.9 VX
VDSAT Von 0.3 VX
IX
1V + 1.9V -
M1
+ VX -
1 W 1 W I X nCOX (VGS VTH ) 2 nCOX (1 VX ) 2 2 L 2 L W W g m nCOX (VGS VTH ) nCOX (1 VX ) L L
1 W I X nCOX 2.727 VX 0.46 0.9 VX 2 L
2
(1.3 0.1VX )
g m 2nCOX
W IX L
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(b) λ=γ=0, VTH=0.7V
① 当0<VX<1V时，MOS管的源-漏交换
VGS 1.9 VX
当VX=0时,VTH=0.893V，此时MOS工作在饱和区
1 W I D nCOX [0.2 0.45( 1.9 VX 0.9)]2 2 L W g m nCOX [0.2 0.45( 1.9 VX 0.9)] L 随着VX增加，VSB降低，VTH降低，此时MOS管的过驱动电压增 加，MOS管工作在饱和区；直到过驱动VDSAT上升到等于 0.5V时，MOS管将进入线性区，则有
g m nCOX
② 当1V<VX<1.2V时,MOS管工作在线性区
1 W 1 W 2 I X nCOX [2 0.2(VX 1) (VX 1) ] nCOX (1.4 VX )(VX 1) 2 L 2 L W W g m nCOX VDS nCOX (Vx 1) L L Copyright for zhouqn
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③ 当VX>1.9V时，MOS管S与D交换
MOS管工作线性区
VDS 1.9 VX VGS 1 VX 1 W I X P Cox [2 (1 VX ) (1.9 VX ) (1.9 VX ) 2 ] 2 L W g m P Cox (VX 1.9) L