《半导体集成电路》考试题目及参考答案讲解学习

读过程：假设Q点已存储数据“0”， QB点存储“1”。这样，M1导通，M2截止。在读操作前，位线BL和BL已被预充到VDD或VDD－VTH。字线（WL）上升到VDD，这将使存取晶体管M3，M4导通。电流开始经过M3和M1流向地。因而产生的单元电流缓慢地给负载电容放电。同时，BL的电压保持高电平，因M2与地之间没有通路。BL和BL之间的电压差提供给一上灵敏放大器，从而产生一个有效的电平输出。读周期完成时，字线（WL）返回0状态，位线BL和BL预充回高电平。读“1”过程与此类似。

写过程：写操作是通过把BL或BL两条位线中的一条线强制为低电平，另一条保持在VDD左右而实现的。写“1”时BL应为低电平，写“0”时BL应为低电平。这是通过写电路实现的，也就是说BL强制为高电平时写“0”，BL强制为高电平时写“1”。在写“1”时，M1截止且由于M5和M3的上拉作用使其漏极电压上升到VDD。同时，M2导通并帮助M4把BL拉到希望的低电压值。当这个写操作结束时，WL返回到其备用状态的低电平。写“0”的过程与此类似。

第12章 模拟集成电路基础

1. 如图1.1所示的电路，画出跨导对VDS的函数曲线。

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图1.1 解：当从无穷大减小到零是的变化。 （1）当

VmDS?Vb?VTH 就处于饱和状态，则ID=

?VGS?ID=

12?CnoxWL?V?恒定 ?GSVTH2所以

g=

?CnoxWL?V? = 2? Cox ?GSVTHnW IDL因此，

gm相对于

V12DS保持恒定.

（2）当

VDS?Vb?VTH时，晶体管处于三极管区，此时

gm＝

??VGSn?ox?CnoxW?2L?V?－VDS?GSVTHVDS2??

＝

?CWLVmDS

由上式可以看出，

g相对于

VDS成正向线性关系。

gm随

VDS变化如图1.2所示。

gm V?VbTH

VDS

图1.2

因此，在放大应用时，我们通常使MOSFET工作于饱和区。

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2.如图1.3所示，假设出漏电流的曲线。

V＝0.6V,?=0.4VTH012,而2?F=0.7V。如果

VX从－?到0变化，画

IdM1+1.2V2VVx

解：如果

VX足够负，由式子

VTH?VTH0????2?F?VSB??2??? 知，其中VSB＝－Vx，M1的阈值电压将F?超过1.2V, 导致器件关断。假设刚好关断时

1.2V=0.6+0.4解之得，由下式

Vx的值为

Vx1，此时

?0.7?VnX1?0.7

?Vx1＝－4.76V。

I=D12?CoxoxWL?V? ?GSVTH21=2?Cn2W???????2?F?VX?2?F??? VGSVTH0????L?可知，当

VX1?VX?0时，ID上升。图1.4表示了ID随Vx变化的特性。

ID

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Vx1 0 Vx

图1.4

3． 保持所有其他参数不变，对于L=L1和L=2L1，画出MOSFET的特性曲线。 解：由式子

ID随

VDS变化的

I=D12?CnoxWL?V?1??VDS 知 ?GSVTH2??因为 ??1，所以?LID2,当长度增加一倍，所以?ID??L?1L?VDS?VDS的斜率将变为原来的14。

ID随

VDS变化的特性曲线如图1.5所示。

ID VDS

图1.5

有结果可以得到，若栅－源过驱动电压给定，L越大，电流源越理想，但器件的电路能力减小。因此，也许需要按比例增大W。

4． 什么叫做亚阈值导电效应？并简单画出log解：

log 指数关系 I-VGS特性曲线。

DID 平方律 V

TH VGS

图1.6

GS在分析MOSFET时，我们一直假设：当

V下降到低于

VTH时器件会突然关断。实际

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