VU Analoge Integrierte Schaltungen 31.01.2011 354.026 Seite 1

VU Analoge Integrierte Schaltungen
354.026
31.01.2011
Seite 1 von 7
Beispiel 1 (30 %):
Gegeben Schaltung lt. Schaltplan.
Berechnen sie die Spannungsverstärkung (λ=0, vernachlässigen Sie den Backgate Effekt).
Betrachten Sie als gegeben:
gm1, gm2, gm3, gmb1, gmb2, gmb3, RD, VDD
a) Um welche Schaltung handelt es sich ? (3%)
_______________________________________________________
b) Kleinsignalersatzschaltbild
(12%)
c) Spannungsverstärkung Av
(15%)
Die Antworten der Fragen bitte
UNBEBINGT auch auf dieser Seite eintragen
31.01.2011
VU Analoge Integrierte Schaltungen
354.026
Seite 2 von 7
Beispiel 2 (30 %):
Berechnen Sie die auf den Eingang bezogene Offsetspannung des folgenden
Differenzverstärkers. Dabei kann der Backgate-Effekt der Transistoren M1 und M2
vernachlässigt werden und es wird angenommen, dass die beiden Transistoren M1 und M2 im
Sättigungsbereich arbeiten. Das Missmatching der Transistoren wird dabei durch den
Koeffizienten A ∆VTH bzw. das Mismatching der Widerstände durch die Standardabweichung
σ∆R / R beschrieben.
Folgende Parameter sind gegeben: VGS1 − VTH1 = VGS2 − VTH 2 = 0.3V ,
Transistoren M1, M2: W=
W=
16µm, L=
L=
1µm, K=' 150µA / V 2 , K
= K 'W / L
1
2
1
2
Mismatching-Koeffizienten der Transistoren: A ∆VTH = 10mVµm
Missmatching der Widerstände: σ ∆R / R =
10%
________________________________
σOFFSET =
Die Antworten der Fragen bitte
UNBEBINGT auch auf dieser Seite eintragen
(30 %)
VU Analoge Integrierte Schaltungen
354.026
31.01.2011
Seite 3 von 7
Beispiel 2 (20%):
Schaltung lt. Schaltplan
Betrachten Sie als gegeben:
VDD, RS, RD
gm1, gmb1, CGS, CGD, CDB
Berechnen Sie die Übertragungsfunktion
vout
vin
(s ) überschlagsmäßig:
10%
Welches Problem kann durch diese Abschätzung übersehen werden? (mit Berechnung)
Die Antworten der Fragen bitte
UNBEBINGT auch auf dieser Seite eintragen
10%
31.01.2011
VU Analoge Integrierte Schaltungen
354.026
Die Antworten der Fragen bitte
UNBEBINGT auch auf dieser Seite eintragen
Seite 4 von 7
31.01.2011
VU Analoge Integrierte Schaltungen
354.026
Fragen, jeweils 4%
1. CMOS Komparator: Typen, was beeinflusst den realen Komparator
2. Einfluss von Missmatch auf Stromspiegel
3. OpAmp: Einschwingverhalten, was limitiert?
Die Antworten der Fragen bitte
UNBEBINGT auch auf dieser Seite eintragen
Seite 5 von 7
31.01.2011
VU Analoge Integrierte Schaltungen
354.026
4. ESD Schutz
5. Erklären Sie das Barkhausen Kriterium
Die Antworten der Fragen bitte
UNBEBINGT auch auf dieser Seite eintragen
Seite 6 von 7
Formelzettel
MOS Transistor:
triode region:
I D  µnC ox
1 2
W
((VGS  VTH )VDS  VDS
)
2
L
deep triode region:
I D  µnC ox
W
(V  VTH )VDS
L GS
saturation region:
ID 
gm 
rDS 
K
(VGS  VTH )2 (1  VDS )
2
2µnC ox
W
I
L D
1
 ID
Bipolar Junction Transistor:
forward region:
IC

V


 I S  1  CE

Vearly
IB 
V
1
I S exp  BE
V

 T

V
 exp  BE

V

 T




I E  IC  I B
gm 
IC
VBE

IC
VT

gm
Cascode Circuit:
vout
gm 1

g r

 m 2 out
vin
1
 g 

m2
rDS 1 

r 

kT

 mit VT  e
