Esercizi Amplificatori CMOS - Parte IV

Esercizi Svolti e Commentati:

Microelectronics (B. Razavi, Wiley 2014)

Capitolo 7 Amplificatori CMOS

Parte IV

55.

VDD = 1,8V a = 0,1 V^-1

Rout1,2 = 10k Av = gm1 (rO2 || 10k) = gm1 rO1 P = 2uW

A) Vb = 1V (W/L)2, Rs : Rout2 = 10k B) Av = 30 (W/L)1

A) ID = P/VDD = 1,11 uA.

VSG2 = VDD - ID Rs - VB

Rout,2 = (1 + gm2 rO2) Rs + rO2 ~= gm2 rO2 Rs + rO2

rO1 = rO2 = 9k => Rs = 90/gm2 = 90/2ID aVox => ID Rs = 4,5 Vox

VCG2 = VDD - 4,5 Vov2 + 4,5 |VTMp| - VB => VSG2 = 0,47V

VS2 = VSG2 + VB = 1,47V

VRs = VDD - VS2 = 0,33V => Rs = VRS/ID = 297 ohm gm2 = 9/Rs = 0,035 = (33u)

(W/L)2 = gm2^2 / 2u p Cox ID = 4,054

B) Av = gm1 rO1 = 30 => gm1 = 30/rO1 = 0,0033 S = (333u)

(W/L)1 = gm1^2 / 2ID u p Cox = 24.

56.

ID = P/VDD = 0,55 uA. gm1 = 2ID / Vov1 = 5,5 VDD = 1,8V P = 1uW Vov1 = 200mV Av = 4

Av = gm1/gm2 = 4 gm2 = 1,375.

sqrt((W/L)1/(W/L)2) = 4 => (W/L)1 = 16 (W/L)2

(W/L)1 = 138. (W/L)2 = 138/16 = 8,63

57,

Rin = 50ohmAv = 5P = 3mW

RIN = 1/gm1 = 50ohm     gm1 = (0,02 S) = (50ohm)^-1

Av = gm1 RD => RD = Av/gm1 = 250ohm

ID = I1 = 1,67mA

(w/l)₁ = ... = 600

58.

VDD = 1,8VVDS - VGS = 0,1VAv = 4P = 2mW

ID = 1,11mA

VDS = VDD - IDRD - IDRS - VDS + IDRS + Vth = 0,1V=> ID RD = 0,3V => RD = 270ohm

VD = 1,5V    VQ = VDD

Av = RD/(1/gm1) = 4 => gm1 = 4/RD = (0,015 S) = (67,5ohm)^-1

VGS - Vth = gm/(2ID) => VGS = ... + Vth = 0,598

VS = 1,252V => RS = 1128

(w/l)₁ = 2ID/(un Cox Vov²) = 75.

59.

SE BIASING CI

Rc > 20 Rd

Cc GRESSE

Av = gm Rd

p = 5 mW

Av = 5

Rs > 10/gm

Rin > 1/gm

ID = 2,8 uA.

RIN = RS || 1/gm ≈ 1/gm

Vq ≈ Vout = VD = VDD - IDRD

VS = IDRS = ID 10/gm

VGS = VDD - IDRD - ID 10/8u

=> VGS = VTH + 2ID/gm

=> gm = 26,3 uS

RD = 190 ohm

RS = 380 ohm

(W/L)1 = 622.

60.

OUTPUT SWING = 500m Vpp

AV = 4

RIN = 500 ohm.

RS > 10/gm

RS = 10/gm = RIN 10 = 500 ohm

RD = 2,2k

=> VGS = VTH - 2ID/gm

ID = 0,857 uA.

VGS = 0,657

VQ = VGS + VS = 0,734 V

R1 = 8,16 K ohm

R2 = 14,8 k

(W/L) = 1805.

61.

AV = 0,8P = 2 mWVbias out = VDD/2Rin > 10 kOhm.

Rin = Rg > 10 kOhm. ID = P/VDD = 1,11 mA. AV = gmRs/(1+gmRs) = Rs/(1/gm + Rs)

VRS = Vout = VDD/2 => Rs = 810 Ohm

=> gm = 4/Rs = 0,0049 Ohm = (200,8)^-1

VGS = VDD - Vout = VDD/2

(w/L) = gm/(um(Cox Vod)) = 49.

62.

AV = 0,6 100 MHzP = 3 mWVx = VDD/2Rin > 20 kOhm.RL = 50 Ohm.

Rin = Rg > 20 kOhm.

VGS = VDD/2

Av = Rs||RL gm/(1+gm(Rs||RL))

ID = 1,67 mA => gm = 2ID/Vov = 0,0066 = (150)^-1

ZL/(1/gm + ZL) = 0,6 => ZL = AV/((1-AV)gm) = 1,5/gm = 226

ZL = 1/(2pi f C1) + RL = 226 => C1 = [(ZL - RL) 2pi f]^-1 = 9,15 pF.

(w/L) = 66,8.