模拟集成电路设计原理：期中考试题目解析

"《模拟集成电路设计原理》习题讲解，涵盖了模拟集成电路设计的关键概念，包括期中考试题目解析、基本的CASCODE共源共栅结构的单级运算放大器以及BANDGAP基准电压源电路分析。课程由许俊教授主讲，王磊（04微电研）担任助教。讲解内容深入浅出，适合对模拟集成电路有兴趣的学习者。” 本文主要讨论了模拟集成电路设计中的若干关键知识点，具体涉及到以下几个方面： 1. **CASCODE共源共栅结构的单级运放**：这种结构常用于提高运算放大器的增益和输出阻抗。在一个共源共栅级中，M1作为输入级，M2、M3和M4则构成输出级。题目要求分析当M1的直流电流设定为100uA时，输入电压Vin的值，以及计算电路的小信号增益和输出阻抗。解题过程中，首先利用M1的饱和区条件确定Vin，然后通过分析电路的负载特性计算输出阻抗，最后求得小信号增益。 2. **BANDGAP基准电压源电路分析**：BANDGAP电路是一种产生恒定电压参考源的电路，它不受温度变化的影响，常用于模拟集成电路中。虽然具体内容未在描述中详细展开，但BANDGAP电路通常利用BJT或MOSFET的阈值电压差异来实现温度补偿，从而提供稳定的基准电压。 3. **差动放大器的输入共模电压范围**：在差动放大器中，输入共模电压是指两个输入端的平均电压。题目要求计算在所有管子均处于饱和区时，最大和最小的输入共模电压。这需要考虑各晶体管的工作状态，确保它们不进入截止或饱和状态。 4. **噪声分析**：在差动放大器的场景下，输入和输出噪声电压是重要的性能指标。当每个管子的等效输入噪声电压为nV/√Hz时，需要计算放大器的总等效输入噪声电压和输出噪声电压。这涉及到噪声源的统计特性以及放大器对噪声的放大作用。 通过这些习题的解答，学习者可以深入理解模拟集成电路的基本工作原理，如器件的状态分析、电路增益计算、噪声性能评估等。这对于设计和优化模拟电路具有重要意义。在实际应用中，模拟集成电路设计师需要考虑这些因素来保证电路的稳定性和性能。