代做ESE 572: Analog Integrated Circuits Homework 1代做留学生SQL语言

ESE 572: Analog Integrated Circuits

Homework 1

1.    (2 pts) A MOS transistor in the active region is measured to have a drain current of 20 μA when VDS = VGS-VT. When VDS  is increased by 0.5 V, ID  increases to 23 μA. Estimate the output impedance, r0, and the output impedance constant, λ .

2.    (3 pts) Using the device parameters for the 0.18 μm technology PMOS device at the end of this   HW and L = 0.2 μm, select the device width and required VGS to bias a transistor with an intrinsic gain of Ai  = 10 and transconductance gm  = 0.5 mA/V. What dc current consumption is required?

3.    (3 pts) For the circuit below plot IX  and gm  as a function of VX as VX varies from 0 to 1.2 V. Assume M1 has a (W/L) = (3.5μm/0.35μm) and the model parameters for the 0.35 μmtechnology given   at the end of the HW.   Assume VDD = 2V and the source is tied to the body.

4.    (3 pts) For the circuit below plot IX  as a function of VX as VX varies from 0 to 2 V. Assume M1 has a (W/L) = (3.5μm/0.35μm) and the model parameters for the 0.35 μm technology. You may ignore  the body effect.

5.    (3 pts) For the circuit below plot IX and gm as a function of VX as VX varies from 0 to 1.2 V. Assume M1 has a (W/L) = (5μm/0.5μm) and the model parameters for the 0.5 μm technology given at the end of this HW.

6.    (3 pts) For the circuit below plot Vout as a function of Vinas Vin varies from 0 to 1.2 V. Assume

M1 has a (W/L) = (5μm/0.5μm) and the model parameters for the 0.5 μm technology. Assume R1 = 20 kΩ and VDD  = 3V.

7.    (2 pt) Draw the transistor level schematic for the structure below

8.    (3 pts) For the circuit in problem 7, assume that (W/L)M1  = 35 μm/0.35 μm, (W/L)M2  = 35 μm/1.4 μm, and ID1  = ID2  = 0.5 mA when both devices are in saturation. Assume VDD  = 3V and the 0.35 μm model parameters. Recall that λ ∝ 1/L.

(a) Calculate the small-signal voltage gain.

(b) Calculate the maximum output voltage swing while both devices are saturated.

9.    (4 pts) For the circuit below, assume that (W/L)1  = 50/0.5, RD = 2 kΩ, and λ= 0. Assume VDD  = 3V and the 0.5 µm model parameters.

(a) What is the small-signal gain if M1  is in saturation andID = 1 mA?

(b) What input voltage places M1  at the edge of the triode region? What is the small-signal gain under this condition?

(c) What input voltage drives M1  into the triode region by 50 mV? What is the small-signal gain under this condition?

10.  (4 pts) Suppose the common source amplifier from problem 9 is to provide an output swing from 1 V to 2.5 V.

(a) Calculate the input voltages that yield Vout = 1 V and Vout = 2.5 V.

(b) Calculate the drain current and the transconductance of M1 for both cases.

(c) How much does the small-signal gain, gmRD, vary as the output goes from 1 V to 2.5 V? (Variation of small-signal gain can be viewed as nonlinearity.)