2011年CMOS模擬集成電路復(fù)習(xí)提綱

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2011年大規(guī)模集成電路分析與設(shè)計復(fù)習(xí)提綱第2章MOSFET的工作原理及器件模型分析重點內(nèi)容： CMOS 模擬集成電路設(shè)計分析的最基本最重要的知識：MOS器件的三個區(qū)域的判斷，并且對應(yīng)于各個區(qū)域的ID表達(dá)式，和跨導(dǎo)的定義及表達(dá)式。 體效應(yīng)的概念，體效應(yīng)產(chǎn)生的原因，及體效應(yīng)系數(shù)。 溝道調(diào)制效應(yīng)的概念，溝長調(diào)制效應(yīng)產(chǎn)生的原因，溝道電阻，與溝道長度成反比。 MOS管結(jié)構(gòu)電容的存在，它們各自的表達(dá)式。 MOS管完整的小信號模型。v MOSFET 的I-V 特性1. ,MOS管截止2. ,MOS管導(dǎo)通a.,MOS管工作在三極管區(qū);當(dāng)時,MOS工作于深Triode區(qū),此時,為直線

2、關(guān)系. 導(dǎo)通電阻:b.,MOS管工作在飽和區(qū);跨導(dǎo)gm：是指在一定的VDS下，ID對VGS的變化率。飽和區(qū)跨導(dǎo)：三極管區(qū)跨導(dǎo)：v MOSFET 的二級效應(yīng)1. 體效應(yīng): 源極電位和襯底電位不同,引起閾值電壓的變化.2. 溝長調(diào)制效應(yīng): MOS工作在飽和區(qū),引起的現(xiàn)象.飽和區(qū)輸出阻抗：線性區(qū)輸出阻抗：3. 亞閾值導(dǎo)電性VGS<VTH,器件處于弱反型區(qū).VDS>200mV后,飽和區(qū)ID-VGS平方律的特性變?yōu)橹笖?shù)的關(guān)系:v MOSFET 的結(jié)構(gòu)電容（各電容的表達(dá)式見書）v MOSFET 的小信號模型 MOS器件在某一工作點附近微小變化的行為,稱為小信號分析.此時MOS器件的工作模型稱為

3、小信號模型. MOS管的交流小信號模型是以其直流工作點為基礎(chǔ)的。MOS器件是一個壓控器件。以NMOS FET為例，它處于三個直流電壓偏置狀態(tài)：VGS 、VBS、VDS。這三個偏置電壓中任意一個發(fā)生改變，都會引起器件溝道電流的變化。于是定義三個參數(shù)：柵跨導(dǎo): 襯底跨導(dǎo): 溝道電導(dǎo): 于是得到小信號電流的表達(dá)式：低頻小信號模型：由MOS的結(jié)構(gòu)電容及低頻小信號模型得到其完整的小信號模型：第3章 單級放大器重點內(nèi)容：掌握以電阻為負(fù)載的CS、CD、CG、Cascode等結(jié)構(gòu)的直流大信號的分析；掌握二極管為負(fù)載的共源放大器、恒流源為負(fù)載的共源放大器、帶源極負(fù)反饋電阻的共源放大器的小信號增益的表達(dá)式；掌握S

4、ource Follower的小信號增益的分析、輸出阻抗的分析；掌握CG結(jié)構(gòu)的小信號增益的分析、輸入阻抗的分析、輸出阻抗的分析及相關(guān)的表達(dá)式；掌握Cascode結(jié)構(gòu)的小信號增益的分析、輸出阻抗的分析及其相關(guān)的表達(dá)式； ）對比這兩個結(jié)構(gòu)的直流大信號特性；）對比這兩個結(jié)構(gòu)的交流小信號的分析：增益的表達(dá)式輸出阻抗的表達(dá)式會針對不同的實際電路結(jié)構(gòu)作出它的小信號模型，并利用小信號模型來求解它們的輸入阻抗、輸出阻抗及小信號的增益；大信號分析：根據(jù)已知條件，判斷器件的工作狀態(tài)，并根據(jù)其電流方程對電路進(jìn)行分析。增益分析方法： a.數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法先判斷電路中MOS器件的工作狀態(tài)，根據(jù)其電流方程以及電路中的電流關(guān)

5、系，得到輸出電壓（大信號）與輸入電壓之間的關(guān)系表達(dá)式，最后對輸入電壓求微分。b.小信號模型先根據(jù)MOS器件的小信號模型，畫出電路的小信號模型，然后列出電路結(jié)點的KCL、KVL方程，最后得到輸出電壓（小信號）與輸入電壓的關(guān)系表達(dá)式，并求它們的比值。c.利用輔助定理求增益.表示輸出與地短接時電路的跨導(dǎo);表示當(dāng)輸入電壓為0時電路的輸出電阻.輸入阻抗分析：在輸入端加一電壓源信號, 求電壓源電壓與流過電壓源的電流之比.輸出阻抗分析:當(dāng)輸入為0時,在輸出端加一電壓源信號,求電壓源電壓與流過電壓源的電流之比.第4章 差動放大器1.分析基本差分對的大信號特性和小信號特性;a. 大信號分析： Ø 差模

6、特性的大信號分析 Ø 共模特性的大信號分析共模電平的輸入范圍最小共模電平：使M3工作在飽和區(qū)的最小輸入電壓；最大共模電平：使M1工作在飽和區(qū)的最大輸入電壓。輸出端的擺幅問題差動對的電壓擺幅，是指在共模直流電平的基礎(chǔ)上疊加的交流小信號使輸入器件不脫離飽和的輸出端對應(yīng)的最大范圍。b.小信號分析：Ø 由電流電壓方程導(dǎo)出小信號跨導(dǎo)及增益因此，要掌握的計算過程，能夠確定它的變化范圍。Ø 疊加法分析小信號特性分別令和,求得在和的響應(yīng),然后再將兩個響應(yīng)疊加.掌握用疊加法分析差分電路的小信號增益，并能用疊加法分析負(fù)載不對稱情況下，差動電路的小信號增益。Ø 半邊電路法分析

7、小信號特性電路完全對稱時，可用半邊電路的概念，將差動電路分成兩個獨立的共源放大器，差動電路的增益就等于共源放大器的增益。掌握半邊電路分析方法的原則，并能在分析不同負(fù)載的差分對時靈活運用半邊電路法來分析差分放大器的增益，尤其掌握幾種負(fù)載的情況:mos二極管的負(fù)載、mos恒流源的負(fù)載2. 介紹差分對的共模響應(yīng),引入共模抑制的概念;共模響應(yīng)是指由于恒流源的有限輸出電阻、電路元件不對稱等原因引起的,共模輸入的變化在輸出端引起的響應(yīng).共模抑制比了解CMRR的定義，會分析恒流源電阻RSS的存在引起的共模增益，同時會分析由于負(fù)載不對稱情況下，輸入的共模電平引起的差分增益。第5章 無源與有源電流鏡1. 無源與

8、有源電流鏡的概念電流鏡：對參考電流進(jìn)行拷貝的電路,包括放大、縮小得到的電流源.參考電流與電流源構(gòu)成電流鏡。有源電流鏡：參考電流不是固定的參考電流,而是隨輸入信號變化的信號電流,則此電流鏡是用于信號處理的,稱為有源電流鏡.）簡單電流鏡的結(jié)構(gòu)，缺點? ）改進(jìn)型電流鏡的結(jié)構(gòu)，對比復(fù)習(xí)下面的電流鏡的結(jié)構(gòu)：電壓余度的概念：Iout達(dá)到穩(wěn)定時,外部電路所需提供的最小電壓.2. 以有源電流鏡為負(fù)載的差分放大器的分析a.基本工作原理與大信號分析b.小信號分析 利用求等效跨導(dǎo)和輸出電阻的辦法來求取增益。 利用戴維南定理進(jìn)行計算。 c.共模特性l 對比分析下面三種結(jié)構(gòu)的小信號的特性，并能掌握它們的小信號的增益以及輸出阻抗的表達(dá)式，并能夠計算增益的大小。 第6章 放大器的頻率特性a.掌握密勒定理的內(nèi)容b.理解極點與節(jié)點的對應(yīng)關(guān)系極點的確定:由相應(yīng)一個結(jié)點到地”看到的”總電容乘以從這個結(jié)點到地看到的總電阻,得到了時間常數(shù),于是可以得到一個極點的頻率 .電路中的每一個結(jié)點對傳輸函數(shù)貢獻(xiàn)一個極點.c.放大器的頻率響應(yīng)會寫極點頻率的表達(dá)式，并能運用Miller定理簡單分析CS、CD、CG、Cascode、Different