模拟CMOS集成电路 课后习题总结（2.1）

前几天开始自学拉扎维的模设教材，看之前浏览了EETOP论坛里面好多大神们对这本书的看法，当然也有人在抱怨，比如冒出“太科幻”、“一年才看完”之类恐怖的修饰语句，因此在开始看的时候就对此书充满了“敬畏”之情，于是打算以“边看边练”的方法完成课后习题以巩固所学。今天看完了第二章，一个下午只做了2.1-2.5这五道题，看上去不难，做的时候漏洞百出，于是自己打算把遇到的问题回顾一下。由于是半路出家，所以有不对的地方还望各位指出以便改正。刚起步也没做过什么项目，因此说不出什么设计思想，就当是课后习题总结吧。

MOS器件物理基础

重要的几个公式：

管子开启条件（忽略亚阈值效应）：

饱和区漏电流（考虑沟道调制效应）：

跨导：

输出阻抗：

三极管区漏电流：

阈值电压（考虑体效应）：

习题要点回顾

2.1、需要注意的问题是，栅氧化层电容是根据比例算得；栅长要用有效沟道长度；最后注意单位的统一。其他需要用的参数从一级SPICE模型里面去找即可。

2.2、套公式，明白输出阻抗和跨导怎么求，什么是本征增益。

2.3、同样是本征增益的公式推导，不过要注意的是沟道调制系数和沟道长度的关系，以及如何画以某个变量为参数的曲线。

2.4、要分三种情况，就是关断off、饱和区以及三极管区。判断依据就是Vgs和Vth、Vds与Vod（过驱动电压）的关系，根据不同关系找到对应的公式即可，另外稍微注意一下电流参考方向就行。所谓夹断点就是指Vds=Vod时所对应的栅极电压。如果衬底-源端电压Vbs>0，则Id/Vgs曲线想右移动（因为Vth增大），反之向左移动。

2.5、针对不同的电路作曲线图，本人觉得所有的电路只要找出Vgs、Vds、Vod基本上就ok了，剩下的无非是对三种情况（off、sat、tri）的讨论，不过之前需要判断PMOS或者NMOS的S和D端，至于怎么判断，我的方法是对于NMOS而言，S端是提供电子的，所以电流流向S端；而对于PMOS，S端是提供空穴的，所以电流流向D端。

另外，对于PMOS，加上绝对值可能比较好理解一些。还有在考虑衬底电压Vbs的情况，我们需要求解出Vth，然后寻找Vgs=Vth时对应的Vx作为边界条件（如a、e题）。最后要注意对于NMOS器件而言，衬底电压不超过栅极电压，因为如果超过栅极电压，那么空穴将在栅氧化层下聚集，有可能与N型半导体的电子发生中和，形成更宽的耗尽层，电子移动会更加困难。

总结

这样来看确实很不直观，要亲自尝试过可能会好一点，掌握方法并且熟悉应用后，直观地分析电路也算指日可待了。待续......