Esercizi stadi Cascode e specchi di corrente - Parte II

Esercizi Svolti e Commentati:

Microelectronics (B. Razavi, Wiley 2014)

Capitolo 9 Cascode Stages e

Current Mirrors

Parte II

17. gm >> 1

(A) Rout = (1 + gm3 rO3) R + rO1

R = (1/gm2 || rO2)

(B) Rout = (1 + gm3 rO3) rO1

R = rO3 || rO2

(C) Rout = (1 + gm1 rO1)(rO1 || rO3) + rO1

(D) Rout = (1 + gm1 rO1) R + rO1

R = (1 + gm2 rO2) rO3 + rO2

18. Gm?

(A) Gm = gm1

Rout = 1/gm2 || rO1

Av = -Gm Rout

(B) Gm = gm2

Rout = 1/gm1 || rO2

(C) Gm = gm1 ro0 / (1 + gm1 RE)

(D)

Qin = Qout

Rout = [(1 + gm ro)(Re || rpi) + ro1] || ro2

(E)

gm = 1 / (1 / gm1 + Rs)

Rout = (1 + gm1 ro1) Rs + ro1

I1 = Iout R2 / (R1 + R2)

I* = gmu vpi + i0

i0 = -Ix Rs / (rpi + Rs)

Ix = - Ix (Rs || rpi) gmu + vx / ro - Ix (Rs || rpi) / ro

[1 + (1 / ro + gmu) Rs || rpi] Ix = vx / ro

vx / Ix = ro [1 + (1 / ro + gmu) Rs || rpi]

= ro + (1 + gm ro)(Rs || rpi)

Gm ≈ 1/(1/gmu1 + RE)

Rout = [ (1 + gmu1 ro1) RE + ro1 ] || [ (1 + gmu2 ro2) RS + ro2 ]

Gm = 1/(1/gmu1 + RE)

Rout = RC || [ (1 + gmu1 ro1) RE || rpi1 + ro1 ]

19.

Av ≈ -gm1 ro1 gmu1 (ro1 || rpi2)

ro1 || rpi2 = ro1 rpi2 / (ro1 + rpi2) = beta VA1 / (beta IC + VA1gmu2) = beta VA1 / ((beta + VA1/VT)IC)

rpi2 = beta/gmu2 = beta VT/IC

gm1 gm1 ro1 = VA1/IC VMA2/IC beta/VT IC

Av ≈ -beta VA² / (VT(VA + beta VT)) not depending from bias

20.

Gm ≈ gmu1

Rout ≈ gmu2 (ro1 || rpi2) ro2 = beta VA² / (IC(VA + beta(k)))

21.

I_D = 0,6 mA

(W/L)_1,2 = 40

(W/L)_3,4 = 50

l_n = 0,1 V^-1

l_p = 0,1 V^-1

unCox = 100 uA/V^2

upCox = 50 uA/V^2

Rop = (1 + gmn3ro3)ro4 + ro3

Ron = (1 + gmn2ro2)ro1 + ro2

gmn = gmn3

gmn,n = 0,0022 S = (454 O)^-1

gmn,p = 0,0017 S = (577 O)^-1

ron = 1/lID = 16,67k

rop = 11,90k

Rop = 252,64k

Ron = 644,79 kO => Rout ~ 184 kO

Av ~= - gmn1 Rout = 611,4

22.

(A)

Av ~= gmn1 ro1 gmn2(ro2||rpi||Ro)

(B)

Av ~= gmn1 ro1 gmn2ro2||Rp

Av = gm1 Ron

Gui = 1 / (gm1 + RE)

Rout = [(1 + ro1 gm1) RE || rpi2 + ro1||(rpi1(1 + ro2 gm2)) + ro2.

Av = gm1 (ro1 || ro3) gm2 ro2.

23.

Gui = gm1

Rout = Ro1 || Ro2

Ro,m = (1 + gm2 ro2) (Ro1 || rpi2) + ro2

Ro,p = (1 / gm1 || ro1) (1 + gm3 ro3) + ro3