2009年复旦微电子设计方向考研试卷模拟部分的第二题.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。
=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
 
,则由题目中的条件可知,,因此T2的集电极(或发射极)。这样T2的集电极(也就是T3的基极)直流电位为6V,,,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