吉林大学数字集成电路习题汇总

1、3.17计算Figure 0.7中M1的栅电容和扩散电容。假设源区和漏区为矩形，宽1um，长0.5um。（1）利用表3.5的参数确定电容值。mj=0.5，mjsw=0.44（2）计算以下电压条件下存储在节点In上的电荷量Q3. NMOS和PMOS如图0.3所示。器件处于何种工作状态（饱和？线性？截止区？）及不同偏置条件下的漏电流ID (W/L=1)NMOS: kn=115 V/A2, VT=0.43V, =0.06V-1, PMOS: kp=30 V/A2, VT=-0.4V, =-0.1V-1, 7. 由表0.2所示数据确定MOS器件（采用深亚微米工艺）参数。器件适用于通用MOS模型，由材料

2、参数，有VDSAT=-1V -2F=-0.6V注：表3.3所示数据不再适用于本题A.该晶体管为PMOS还是NMOS？为什么？B.确定VT0C. 确定D.确定E.确定MOS工作状态（线性？饱和？速度饱和？截止？）8. NMOS器件置于图0.4所示电路中，Vin=2V。电流源输出I=50uA，R为一可变电阻，变化范围10k-30k，晶体管M1存在短沟道效应，并具有以下参数：k=110 10-6V/A2, VT=0.4V, VDSAT=0.6V, (W/L)=2.5u/0.25u注：忽略体偏置效应和沟长调制制效应（=0，=0）A.当R= 10k时，确定M1工作区， VD, VSB.当R= 30k时，

3、确定M1工作区，VD, VSC.当R= 10k时，如0，VS会增加还是降低？为什么？NMOS的I-V曲线，(W/L)=1，无速度饱和效应-2F=0.6VA.确定VT0B.确定C.确定列出方程6. 考虑如下图所示NMOS反相器，假设所有NMOS器件的体端均接地，输入IN电压摆幅2.5V。A.建立方程，计算节点x电压。（设=0.5）B.M2处于何种工作状态？ （设=0）C.当IN=0时，OUT输出电压是多少？（设=0）D.设=0，=0。推导反相器阈值电压VM的表达式。 注：M1，M2，M3的宽长比分别为（W/L）1， （W/L）2，（W/L）3。 在下列条件下，阈值电压是多少？5.3 NMOS反相

4、器如图5.3所示a.解释该电路为何可被视为一反相器b.确定VOH, VOL，计算VIH，VIL c.计算NML, NMHd.计算输入为（i）Vin=0V和（ii）2.5V时的平均功耗5.7 考虑考虑Fig 5.5所示电路。所示电路。M1为一标准为一标准CMOS器件，器件，M2阈值电压为阈值电压为-0.4V，其它，其它参数与参数与M1参数相同。对于耗尽型器件参数相同。对于耗尽型器件M2，假设所有决定器件工作状态的电流方，假设所有决定器件工作状态的电流方程与一标准程与一标准NMOS相同，输入相同，输入IN变化范围变化范围0 - 2.5V。问：。问：a.M2栅极与源极相连，如果栅极与源极相连，如果V

5、IN=0V，输出电压是多少？稳态条件下，输出电压是多少？稳态条件下，M2处于何处于何种工作区？种工作区？b.输入输入VIN=2.5V时，计算输出节点的电压（注：时，计算输出节点的电压（注：VOUT很小）。稳态条件下，很小）。稳态条件下，M2处处于何种工作区？于何种工作区？c.设设Pr(IN=0)=0.3，该电路静态功耗是多少？，该电路静态功耗是多少？5.8 通过一NMOS晶体管对电容充电，如图5.6所示。a.确定电路中的tpLH，假设输入为一理想阶跃电压b.如用一5k的电阻Rs对电容进行放电，确定tpHLc.计算电源对电容充电消耗的能量，这其中有多少消耗在M1上？放电过程中有多少能量消耗在下拉

6、电阻？如果电阻Rs降为1k ，结果会有何变化？d.如用一PMOS代替NMOS，确定其尺寸使kp=kn。这样的结构是否比采用NMOS速度更快？解释原因。5.12 考虑图考虑图5.9所示驱动电路。所示驱动电路。a.输出节点电压摆幅是多少（输出节点电压摆幅是多少（=0）？）？b.i）估算由电源获得的能量。）估算由电源获得的能量。ii）假设输入变化的上升和下降时间为）假设输入变化的上升和下降时间为0。计算输入。计算输入由由0变化为变化为2.5V时消耗的能量。计算输入由时消耗的能量。计算输入由2.5变化为变化为0V时消耗的能量。时消耗的能量。c.假设上升时间为假设上升时间为0，VOL为输入为为输入为0时的输出，时的输出，VOH为输入为为输入为2.5V时的输出。计算时的输出。计算tpLH，（如，（如VOL (VOH+VOL)/2）。）。5.15 确定反相器链尺寸 a. 为通过一最小尺寸反相器（Ci=10fF）驱动一大电容（CL=20pF），引入两级缓冲器，如图5.12所示。设最小尺寸反相器传输延时为70p