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CMOS模拟集成电路习题集简略
资料介绍
CMOS模拟集成电路是芯片模拟部分的重要基础，整套知识一共分为十个主要板块，从MOS器件底层物理，到各类放大器、偏置电路、频率特性、反馈、噪声、运放、稳定性补偿，再到带隙基准源，是集成电路相关专业的核心学习内容。 MOS器件物理是所有模拟电路的底层基础。MOS管可以工作在截止区、线性区、饱和区三种工作状态，判断工作状态主要对比漏源电压和过驱动电压的大小。器件处在饱和区的时候，漏极电流会受到沟道长度调制效应影响，管子的沟道长度越大，沟道长度调制带来的影响就越弱，器件输出电阻也就越高。体效应会改变管子的阈值电压，当源极和衬底之间存在电位差，阈值电压就会发生偏移。在工艺尺寸很小的短沟道器件里，会出现速度饱和、漏致势垒降低、阈值电压随栅长漂移这些不良现象，会破坏器件原本的电流电压关系，降低输出电阻，还会造成器件之间匹配变差。做模拟电路设计的时候，一般不会直接使用工艺允许的最小沟道，会选用更长的沟道，用来削弱短沟道带来的负面影响。跨导用来衡量栅极电压对漏极电流的控制强弱，跨导数值越高，器件放大能力就越强。 单级放大器包含共源、共栅、源极跟随器、共源共栅四种基础结构。共源放大器可以实现较高的电压增益，同时输入阻抗很高，是最常用的电压放大电路。源极跟随器的电压放大倍数略小于一，输出阻抗很低，主要用来做信号缓冲和电平移动。共栅放大器输入阻抗偏低，不存在米勒效应，高频表现更好。共源共栅结构把两个管子堆叠在一起，能够大幅度提升电路输出阻抗，可以拿到很高的单级增益，但代价是会消耗更多电压余量，压缩输出信号的摆幅。源极负反馈技术能够改善电路线性表现，提高输出阻抗，还能让增益更多由电阻比值决定，降低工艺波动带来的影响，缺点是会让整体增益下降，同时占用一部分电压输出范围。
差分放大器是模拟电路十分关键的模块，擅长抑制外界共模干扰信号。电路分析可以使用半电路分析方法，处理差模信号的时候，差分对的尾电流节点相当于交流地。尾电流源的输出阻抗越高，电路抑制共模信号的能力就越强。采用电流镜当做负载，能够把双端输入的差分信号转换成单端输出。差分放大器拥有有限的线性输入范围，管子的阈值电压不一致、器件尺寸不匹配，都会带来输入失调，影响电路精度。
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| CMOS模拟集成电路习题集.pdf | 666K |
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