清华大学模拟集成电路分析与设计期中试卷
- 下载名称：清华大学模拟集成电路分析与设计期中试卷
- 发布时间：2008-05-29
- 关键字： 大学期末试卷 免费下载
::试卷简介::
《模拟集成电路分析与设计》期中考试试题
提醒：（1）除最后一题外，其它各题的解答请写在答题纸上，出现在试卷上的解答一律不作数；
（2）试卷上不要出现个人信息；
1. 判断下列说法是否正确，正确的标记为T 或√，错误的标记为F 或×，并简单说明原因；（30 分＝3 分×10）
a) PN 结的势垒电容随着PN 结上所加反偏电压的增加而减小；
b) 亚阈值导通是一个短沟道效应，通常只有沟道长度小于2um 的MOS 晶体管才会发生亚阈值导通；
c) 在一定的条件下，源极跟随器可能产生振荡；
d) 可采用Cascode（共源共栅）技术来提高共源放大器的跨导；
e) 在电阻作负载的差分对中，尾电流源的输出阻抗只会影响共模增益，而对差模增益没有影响；
f) 在室温下，一个1000 欧姆的电阻产生的热噪声电压功率谱密度为4nV/ Hz ，因此，两个串联的1000 欧姆
电阻在室温下产生的总热噪声电压功率谱密度为8nV/ Hz ；
g) 单向化放大器的输入阻抗与输出端所接的负载阻抗有关；
h) 能隙基准源中的曲率效应（Curvature）主要是由晶体管有限的输出阻抗引起的；
i) 电阻作负载的共源放大器中，MOS 晶体管引入的低频噪声等效到输入端时的大小与负载阻抗没有关系；
j) 差分放大器因随机失配引起的失调电压是一个直流量，它不会影响放大器的小信号增益。
2. 下图给出了一个宽带放大器的电路图，其中各个晶体管均工作于饱和区，它们具有相同的沟道长度，且跨导效率
均为gm/ID=10V-1，特征频率均为fT=10GHz。各晶体管沟道宽度之间的关系为: W2=8W1、W3=2W1。若忽略晶体管
的沟道长度调制效应、衬底调制效应和除Cgs 之外的所有晶体
管电容，vi 是一个小信号电源，静态工作点时可认为短路，CF
是一个足够大的滤波电容，试回答如下问题：（15 分）
a) 计算该放大器的低频小信号增益；
b) 采用开路时间常数法计算该电路的-3dB 带宽；
c) 忽略晶体管的1/f 噪声，并假设晶体管沟道噪声电流中的
γ=1，试计算该放大器的输出噪声电压的总平均功率。
3. 下图给出了一个低压Cascode 电流镜的电路图，假设图中晶
体管的I-V 特性均可以采用长沟道方程来描述，并忽略晶体管
的沟道长度调制效应和衬底调制效应，若要使得M1 的漏源电
压为VDS1=M*Vov1（其中，M 是一个正数，Vov1 是饱和区工作的晶体管M1 的过驱动电压），试计算晶体管沟道宽长
比K3=W3/L3，将它表示为M 和K1=W1/L1 以及K2=W2/L2 的函数。（15 分）
提醒：（1）除最后一题外，其它各题的解答请写在答题纸上，出现在试卷上的解答一律不作数；
（2）试卷上不要出现个人信息；
1. 判断下列说法是否正确，正确的标记为T 或√，错误的标记为F 或×，并简单说明原因；（30 分＝3 分×10）
a) PN 结的势垒电容随着PN 结上所加反偏电压的增加而减小；
b) 亚阈值导通是一个短沟道效应，通常只有沟道长度小于2um 的MOS 晶体管才会发生亚阈值导通；
c) 在一定的条件下，源极跟随器可能产生振荡；
d) 可采用Cascode（共源共栅）技术来提高共源放大器的跨导；
e) 在电阻作负载的差分对中，尾电流源的输出阻抗只会影响共模增益，而对差模增益没有影响；
f) 在室温下，一个1000 欧姆的电阻产生的热噪声电压功率谱密度为4nV/ Hz ，因此，两个串联的1000 欧姆
电阻在室温下产生的总热噪声电压功率谱密度为8nV/ Hz ；
g) 单向化放大器的输入阻抗与输出端所接的负载阻抗有关；
h) 能隙基准源中的曲率效应（Curvature）主要是由晶体管有限的输出阻抗引起的；
i) 电阻作负载的共源放大器中，MOS 晶体管引入的低频噪声等效到输入端时的大小与负载阻抗没有关系；
j) 差分放大器因随机失配引起的失调电压是一个直流量，它不会影响放大器的小信号增益。
2. 下图给出了一个宽带放大器的电路图，其中各个晶体管均工作于饱和区，它们具有相同的沟道长度，且跨导效率
均为gm/ID=10V-1，特征频率均为fT=10GHz。各晶体管沟道宽度之间的关系为: W2=8W1、W3=2W1。若忽略晶体管
的沟道长度调制效应、衬底调制效应和除Cgs 之外的所有晶体
管电容，vi 是一个小信号电源，静态工作点时可认为短路，CF
是一个足够大的滤波电容，试回答如下问题：（15 分）
a) 计算该放大器的低频小信号增益；
b) 采用开路时间常数法计算该电路的-3dB 带宽；
c) 忽略晶体管的1/f 噪声，并假设晶体管沟道噪声电流中的
γ=1，试计算该放大器的输出噪声电压的总平均功率。
3. 下图给出了一个低压Cascode 电流镜的电路图，假设图中晶
体管的I-V 特性均可以采用长沟道方程来描述，并忽略晶体管
的沟道长度调制效应和衬底调制效应，若要使得M1 的漏源电
压为VDS1=M*Vov1（其中，M 是一个正数，Vov1 是饱和区工作的晶体管M1 的过驱动电压），试计算晶体管沟道宽长
比K3=W3/L3，将它表示为M 和K1=W1/L1 以及K2=W2/L2 的函数。（15 分）
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