模擬集成電路設(shè)計(jì)期末答案考試題庫(kù)2025年春一、選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于MOS管亞閾值區(qū)工作特性，以下描述錯(cuò)誤的是：A.漏極電流與柵源電壓呈指數(shù)關(guān)系B.跨導(dǎo)效率（gm/ID）高于強(qiáng)反型區(qū)C.適用于低功耗電路設(shè)計(jì)D.亞閾值斜率S=ln(10)·kT/q，與溫度無(wú)關(guān)2.某共源放大器采用有源負(fù)載（PMOS電流鏡），若輸入管寬長(zhǎng)比增大一倍（其他參數(shù)不變），則小信號(hào)電壓增益將：A.增大√2倍B.增大2倍C.減小√2倍D.基本不變3.對(duì)于兩級(jí)運(yùn)算放大器的頻率補(bǔ)償，采用米勒補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償電容Cc的主要作用是：A.增大第一極點(diǎn)頻率B.減小第二極點(diǎn)頻率C.產(chǎn)生右半平面零點(diǎn)（RHPZ）D.通過(guò)密勒倍增效應(yīng)隔離主極點(diǎn)與非主極點(diǎn)4.以下噪聲類型中，屬于1/f噪聲（閃爍噪聲）主要來(lái)源的是：A.載流子熱運(yùn)動(dòng)引起的散粒噪聲B.MOS管溝道載流子與界面陷阱的交換C.電阻中自由電子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)D.雙極型晶體管基區(qū)復(fù)合引起的噪聲5.反饋系統(tǒng)中，若開環(huán)增益A(jω)的幅頻特性為-40dB/dec穿越0dB線，則閉環(huán)系統(tǒng)：A.穩(wěn)定，相位裕度大于45°B.可能振蕩，需增加補(bǔ)償C.相位裕度為90°D.增益裕度為無(wú)窮大6.電流鏡電路中，若考慮溝道長(zhǎng)度調(diào)制效應(yīng)（λ≠0），則鏡像精度主要受以下哪項(xiàng)影響：A.輸入管與輸出管的寬長(zhǎng)比失配B.輸出管漏源電壓與輸入管的差異C.襯底偏置效應(yīng)（體效應(yīng)）D.柵氧化層厚度不均勻7.設(shè)計(jì)低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）時(shí)，為提高電源抑制比（PSRR），關(guān)鍵措施是：A.增大調(diào)整管的寬長(zhǎng)比B.提高誤差放大器的直流增益C.減小輸出電容的等效串聯(lián)電阻（ESR）D.降低基準(zhǔn)電壓源的溫度系數(shù)8.差分放大器中，若輸入共模電壓超過(guò)共模輸入范圍（CMIR），最可能導(dǎo)致：A.差模增益顯著下降B.輸出共模電壓偏離靜態(tài)值C.輸入管進(jìn)入截止區(qū)或線性區(qū)D.輸出擺幅飽和9.關(guān)于開關(guān)電容電路（SC），以下說(shuō)法正確的是：A.需采用非重疊時(shí)鐘避免電荷注入誤差B.信號(hào)處理基于電荷守恒，與時(shí)鐘頻率無(wú)關(guān)C.只能實(shí)現(xiàn)高通濾波，無(wú)法設(shè)計(jì)低通濾波器D.運(yùn)放的有限增益不會(huì)影響精度10.帶隙基準(zhǔn)源設(shè)計(jì)中，為實(shí)現(xiàn)零溫度系數(shù)輸出，需將哪兩種電壓以適當(dāng)比例疊加：A.正向偏置二極管的電壓（VBE）與VBE的溫度系數(shù)B.反向偏置二極管的電壓（VR）與VR的正溫度系數(shù)C.VBE（負(fù)溫度系數(shù)）與熱電壓VT（正溫度系數(shù)）D.閾值電壓VTH（負(fù)溫度系數(shù)）與VT（正溫度系數(shù)）二、填空題（每空1分，共20分）1.MOS管小信號(hào)跨導(dǎo)gm的表達(dá)式為________（強(qiáng)反型區(qū)，忽略體效應(yīng)）；當(dāng)漏源電壓VDS大于過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓VOV時(shí)，MOS管工作在________區(qū)。2.共源共柵（Cascode）放大器的主要優(yōu)點(diǎn)是________和________（各填一個(gè)）。3.頻率補(bǔ)償中，若補(bǔ)償電容Cc引入的零點(diǎn)為右半平面零點(diǎn)（RHPZ），會(huì)________（填“增加”或“降低”）系統(tǒng)穩(wěn)定性；消除RHPZ的常用方法是________。4.熱噪聲的均方電壓譜密度為________（表達(dá)式，含玻爾茲曼常數(shù)k、溫度T、電阻R）；MOS管1/f噪聲的均方電流譜密度與________成反比（填物理量）。5.反饋系統(tǒng)的開環(huán)增益A=1000，反饋系數(shù)β=0.01，則閉環(huán)增益Af=________；若開環(huán)增益下降10%，閉環(huán)增益變化約為________%。6.電流鏡的輸出電阻ro2（輸出管為M2）在考慮溝道調(diào)制效應(yīng)時(shí)，表達(dá)式為________（設(shè)輸入管M1的漏源電壓為VDS1，輸出管M2的漏源電壓為VDS2，λ為溝道長(zhǎng)度調(diào)制系數(shù)）。7.運(yùn)算放大器的單位增益帶寬（GBW）定義為________；若某運(yùn)放開環(huán)增益為60dB，主極點(diǎn)頻率為100Hz，則GBW=________。8.LDO的壓差（DropoutVoltage）是指________；為降低壓差，調(diào)整管應(yīng)采用________（填“PMOS”或“NMOS”）且________（填“增大”或“減小”）其寬長(zhǎng)比。9.差分放大器的共模抑制比（CMRR）定義為________與________的比值（填“差模增益”或“共模增益”）。10.帶隙基準(zhǔn)源中，正溫度系數(shù)電壓通常由________（填“VBE”或“ΔVBE”）提供，其溫度系數(shù)約為________mV/℃（室溫下）。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.比較共源放大器（CS）與共柵放大器（CG）的性能差異（至少?gòu)妮斎腚娮琛⑤敵鲭娮?、電壓增益、頻率響應(yīng)四個(gè)方面分析）。2.解釋“增益-帶寬積（GBW）恒定”現(xiàn)象：在多級(jí)放大器中，若通過(guò)增大偏置電流提高跨導(dǎo)gm，同時(shí)寄生電容增大，最終GBW近似保持不變。3.電流鏡設(shè)計(jì)中，如何減小失配誤差？列舉三種方法并說(shuō)明原理。4.分析反饋系統(tǒng)中“相位裕度（PM）”與“穩(wěn)定性”的關(guān)系：若PM=45°，系統(tǒng)是否穩(wěn)定？若PM=-20°，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？5.設(shè)計(jì)低壓低功耗運(yùn)算放大器時(shí)，需重點(diǎn)考慮哪些非理想因素？列舉四項(xiàng)并說(shuō)明其對(duì)性能的影響。四、分析計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某差分放大器電路如圖1所示（假設(shè)圖中M1-M4為NMOS管，M5為PMOS電流源負(fù)載，參數(shù)：μnCox=100μA/V2，VTH=0.5V，λ=0.02V?1，(W/L)1-2=50/0.5，(W/L)3-4=20/0.5，IREF=100μA）。（1）計(jì)算M1管的過(guò)驅(qū)動(dòng)電壓VOV1；（2）求差模小信號(hào)電壓增益Ad（表達(dá)式+數(shù)值結(jié)果）；（3）若M3、M4的寬長(zhǎng)比增大一倍，Ad如何變化？說(shuō)明原因。2.某反饋系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為：A(s)=10?/(1+s/103)(1+s/10?)(1+s/10?)（1）繪制幅頻特性波特圖（標(biāo)出關(guān)鍵頻率點(diǎn)和斜率）；（2）計(jì)算0dB穿越頻率ωc；（3）判斷閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定（假設(shè)β=1），若不穩(wěn)定需如何補(bǔ)償？五、設(shè)計(jì)題（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)用于物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)的低功耗帶隙基準(zhǔn)源，要求：輸出電壓VREF=1.2V，溫度系數(shù)TC≤10ppm/℃（-40℃~85℃），電源電壓VDD=1.8V，靜態(tài)電流≤1μA。（1）畫出核心電路拓?fù)洌?biāo)注關(guān)鍵模塊）；