2009年复旦微电子设计方向考研试卷模拟部分的第二题资料.doc

2009年复旦微电子设计方向考研试卷模拟部分的第二题，题目如下 题图如下：  可以说此题出得极为经典，甚有嚼头。但经典在何处？且看下面的解答。 解：(1)求输入电阻ri：显然这是求放大器的交流输入电阻，而MOS管的栅极在信号频率不是非常非常高的情况下，可以视为阻抗无穷大，因此 求输出电阻ro：显然T3管的是射极跟随器（或共集）的接法，当输入信号Vs的交流成分为0时，T3的基极有一个较稳定的直流偏置，因此当求交流输出电阻ro时，在T3的发射极接试探电源时，可画出入下图所视的小信号等效模型。因此有  这里因为T2的集电极看上去的交流阻抗是很大的，所以忽略了。需要注意的是，有的同学分不清交流地和电路真实地之间的联系和区别，可能在求输出电阻的时候将Vs端接地，这样得到T3的基极电位等于地电位，则可能导致错误。 那么问题就转换为求rπ，但rπ无法直接得到，只能利用下式求得 因此现在的问题是要知道下面这几个直流偏置：T3管IB，T3管的IC，Vo，T2的Vc等等，一步步往前推，看似复杂，但实际上元件参数是凑好的，很容易计算，这是此题的一大妙处。但尽管数据是凑好的，如果实际搭建电路，这个电路也是设计合理的，所以说此题出得好，在于它不是只为了出题，而画一个实际情况下并不太合理的电路。 由VCC=12V和R1、R2的值可知，NMOS管VGS为4V，而由题目给出的条件可以求得这个MOS的漏极直流偏置电流 ? 由于T2的基极直流偏置电流相对于ID而言比较小，因此 ? 或者说R3上的直流压降为3.5V，则由题目中的条件可知，R4上的直流压降为2.8V，因此T2的集电极（或发射极）偏置电流也为0.5mA。这样T2的集电极（也就是T3的基极）直流电位为6V，Vo的直流电位为6.7V，也就是说R6上的直流压降为5.3V，则对于T3有 ? 于是，所以 ?  求中频电压增益AV：求中频增益，其实也就是要求T2和T3的输入输出电阻，因为ri、ro已知，MOS管的跨导、三极管的β也已知。但如果如实得去算就未免有些满分，显然T3管是射极跟随器组态，因此该级的电压增益接近于1。且由于β很大，所以T3的基极输入电阻约为400kR5=12k，因此T2的集电极负载近似是12k。电容C对于中频信号可视为短路，因此T2的输入电阻就是rπ，但注意此时的rπ不再等于2k，由T2的IC=0.5mA，所以T2的IB=2.5μA，此时 ? 则T1的漏极负载电阻为  NMOS的交流跨导为所以 或者说  π(T2)要改写为T2的基极输入阻抗zin。则有 ? 可见此题做合理的近似使得计算变得十分简便，否则将变得异常繁杂。如在最后一步中把7/17化成小数，显得多此一举且事倍功半。 当然扎实的模电功底还是首要的