3．1分析：对于PMOS 和NMOS 管二极管连接形式的CS 放大电路，最大的区别在于PMOS 做负载无体效应，所以这里应该考虑g mb 的影响。

同时，由于L=0.5，沟道长度比较短，所以，沟长调制效应也应该考虑进去。

2441401034.11099.31085.8350μμ2V A t C OX sio nOX n ---⨯=⨯⨯⨯⨯=∙=εε 同理 25p 10835.3μV A C OX -⨯=∵ 5.0501=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W 5.0102=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L W A I I D D m 5.021== ∴ K I r DN o o 201r 21===λ()()22222n 2121DS N TH GS ox D V V V L W C I λμ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛= V O = 1.46V V A I LWC D OX m /106.32g 31-⨯==μ VA m /1063.1g 32-⨯=V A V g SBF m m /1038.222g 422b -⨯=+=φγ输出电阻:Ω=++=-508//g 1R 11222o o mb m OUT r r g∴增益 85.1g A 1-=-=OUT m V RM2换为PMOS 管，则可忽略M2的体效应，同理可得Ω=+=-974//g 1R 1122o o m OUT r r∴增益 85.0g A 1-=-=OUT m V R3.2 （a ）∵ 5.0501=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W 2502=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛L W A I I D D m 5.021== ∴ K I DN o 201r 1==λ K I DP o 101r 2==λ又 2401034.1μμ2V A t C OXsion OX n -⨯=∙=εε∴ V A I LWC D OX m /106.32g 31-⨯==μ∴增益 ()4.24//r g A 211-=-=o o m V r（b ）求输出电压的最大摆幅及求输出电压最大值与最小值之差 分析可知，当M1管处于临界三极管区时输出电压有最小值V omin ，此时有：11TH GS DS OUT V V V V -==()()DS N TH GS ox D V V V L W C I λμ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=121211n 有以上两式可推得 V omin =0.27当M2管处于临界三极管区是输出电压有最大值V omax ，同理有：()()SDP TH GS ox D V V V L W C I λμ+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=121222pV SDMIN = 0.99 ∴ V omax = V DD -V SDMIN = 2V ∴输出电压的最大摆幅为V omax - V omin = 1.73V3.3 （a ）∵5.050=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W A I D m 11= Ω=K R D 2∴K I DN o 101r ==λK R D o O U T 66.1//r R 1==V A I LWC D OX m /1018.52g 31-⨯==μ∴ 增益 86.0g A 1-=-=OUT m V R （b ）∵M1工作在线性区边缘 ∴ TH GS DS OUT V V V V -==1()DO U TDD THGS ox D R V V V V L W C I -=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=21n 21μ由以上两式可得 V V GS 13.1= ， A I D 3-1028.1⨯= ∴K I DN o 8.71r ==λ∴ 增益 ()34.9//r g A 1-=-=Do m V R（c ）各区域主要由DS V 决定，进入线性区50mV 即三极管临界区的DS V 减小50mV ∵ 临界区的V R I V V D D DD DS 44.0=-= 所以进入线性区50mV 时的DS V =0.39V∴A R V V I DDSDD D 3103.1-⨯=-==∴ ()()V V V V V V L W C I GS DS DS TH GS ox D 14.122121n =⇒--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ又∵ 三极管区 19.5g 1n =⎪⎪⎭⎫⎝⎛=DS ox m V L W C μ()K R V V V L W C V I R O DS TH GS ox DS D O28.111n 1=⇒--⎪⎪⎭⎫⎝⎛=∂∂=-μ ∴增益 ()4//R g A -=-=Do m V R3.12分析：已知各支路电流及M1宽长比，可求得M1过驱动电压即out V ，从而由M2的gsV 及电流可求得其宽长比。

∵5.0201=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W A I D m 11= A I S m 75.0= M1处于临界三极管区有：()()V V V V V L W C I TH GS THGS ox D 81.010213-21n 1=-⇒=-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ∴ 对M2分析可得：()16.5212122p 2=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⇒-=--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=L W I I V V V L W C I S D TH out DD ox D μ此时小信号增益为：42.10g A 211-=-=-=m m OUT m V g g R 3.14分析：已知支路电流可求得电路输出电阻，由增益表达式可知M1跨导1m g ，从而可求得M1宽长比；又由输出摆幅2.2V 12=--OD OD DD V V 可推出M2宽长比。

∵ A I I D D m 112==∴K I DN o 101r 1==λ K I DP o 51r 2==λ()03.0g 100//r g 1211=⇒=mo o m r∴ 由()()58.335203.02g 1111=⇒==L WIL WC D OX m μ又因为输出电压摆幅为2.2V ，可得：2.2V 12=--OD OD DD V V()()()97.962.22221n 2P =⇒=--L WL WC I L WC I V OX DOX DDD μμ3.15略 3.19略 3.20分析：小信号等效电路图不便绘制，一下解答皆用大信号分析然后对输入求偏导得出小信号增益。

（a ）对OUT V 点列节点电流方程：oOUT DD g r VV R V V R V V OUT IN m F IN D OUT ++-=-上式对IN V 求偏导得：Do FFm INOUTR r R R V V A 1111g v ++--=∂∂=（b ）对OUT V 点列节点电流方程：()IN b m ININ OUT V V V V R V V R V V -+-+-=-g r oOUT 1OUT 2DD上式对IN V 求偏导得：211v 11111g R r R r R V V A o om INOUT ++++=∂∂= （c ）对OUT V 点列节点电流方程：()IN m OUTm OUT IN V V V V V 1o1OUTo2DD 2g r V r g +=-+-上式对IN V 求偏导得：12221v 11g g -g o o m m m IN OUT r r V V A ++-=∂∂=3.21 （a ）输出短路求等效跨导m G111111---o o m m o inin m x r r g G r v v g i +=⇒=从M2漏端看上去的电阻为()3223M21r o m o o r g r R ++=∴ 输出电阻()()()3223o13223112OUT 1r r 1r r //R o m o o o m o o o o M r g r r g r r R +++++==∴ 小信号增益为()()()()3223o1322322m v 1r r 1r 1-A o m o o o m o oo m OUT r g r r g r r g R G ++++++== （b ）M1、M3为二极管连接，等效为一个电阻设M1、M3等效电阻分别为S R 、D R11S //g 1o m r R =33D //g 1o m r R = 小信号分析，求得等效跨导m G ：()[]2222221-o S m S o m m o xS x in m x r R g R r g G r i R i v g i ++=⇒-=输出电阻为：()22m OUT g 1//R o S S D r R R R ++=∴ 小信号增益为OUT R G m v -A =（c ）M1、M3为二极管连接，等效为一个电阻设M1、M3等效电阻分别为S R 、D R 11S //g 1o m r R =33D //g 1o m r R = 做小信号等效电路分析得：()So u t S o u t o o u t d o u t in m R vR v r v v v v -==-+-22g由上式可得：222v v A o m s S D S Sinoutr g r R R R R v +++==（d ）与（b ）题类似M1、M3为电流源连接等效电阻分别为S R 、D R 1S o r R = 3D o r R = 小信号分析，求得等效跨导m G ：()[]2222221-o S m S o m m o xS x in m x r R g R r g G r i R i v g i ++=⇒-=输出电阻为：()22m OUT g 1//R o S S D r R R R ++=∴ 小信号增益为OUT R G m v -A =3.24（a ）∵5.050=⎪⎪⎭⎫⎝⎛L W Ω=K R D 2 Ω=200S R考虑体效应与沟道长度调制效应有：K I DN o 201r ==λ()V V F SB F TH TH 723.022V V 0=-++=φφγ又 A I D m 5.0=∴ V I R D S S 1.0V == V I R V D D DD OUT 9.1V =-= ()()V A I VL WC DDSOX m /1082.312g 3-1⨯=+=λμV A V g SBF mm /1086.022g 3b -⨯=+=φγ∴ 带源极负反馈的共源极放大器的等效跨导m G :()[]V A r R g g R r G oS mb m S om /1096.11g 3-m ⨯=+++=又∵ 输出阻抗()[][]K r R g R R o S mb m D 82.1g 1//OUT =+++=∴ 小信号增益为57.3-A m v -==OUT R G （b ）M1工作在线性区边缘有：TH V V V -=in out又 D D DD TH D S GS D S GS I R V V I R V V I R V V -=-+=⇒+=out in ①()21n 21TH GS ox D V V L W C I -⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=μ②由①②两式可推得：A I D 3-1017.1⨯= V V 35.1in =∵ ()V A IL WC DOX m /1061.52g 3-1⨯==μ∴等效跨导V A R g g G Sm m/64.21m =+=增益为29.5-A m v -==OUT R G。