麻省理工学院 电子工程与计算机科学系 6.776高速通信电路 H.-S.Lee教授和M.H.Perrott教授 中期考试 2005年4月7日 版权所有：Copyright2005H.S.Lee和M.H.Perrott 姓名 问题1 (24分) 问题2 (40分) 问题3 (36分) 总分 (100分)
麻省理工学院 电子工程与计算机科学系 6.776 高速通信电路 H.-S. Lee 教授和 M.H. Perrott 教授 中期考试 2005 年 4 月 7 日 版权所有：Copyright© 2005 H.S. Lee 和 M.H. Perrott 姓名________________________ 问题 1 ________________(24 分) 问题 2 ________________(40 分) 问题 3 ________________(36 分) 总分 ______________(100 分)
1.(24分)考虑一系列传输线组成一个T型结构，如下图所示。在本问题所有 小题中，假定沿传输线传播的所有能量都限制在传输线介质内（即忽略边缘 电场的影响)，并且以TEM模式传播。 Va /4 =752 R。=502 3R3=252 W Z1=500 Vin=sin(wot) 入/4 /4 Z2=252 ◆ 1/4 R2 a.(8分)假设R=0(即短路)计算'a、、'c、'a和Ve
1. (24 分) 考虑一系列传输线组成一个 T 型结构，如下图所示。在本问题所有 小题中，假定沿传输线传播的所有能量都限制在传输线介质内（即忽略边缘 电场的影响），并且以 TEM 模式传播。 a. (8 分) 假设 R2=0（即短路）计算 Va、Vb、Vc、Vd 和 Ve
b.(8分)假设R=无穷大（即开路）计算'a、V6、Vc、Va和V
b．(8 分) 假设 R2=无穷大（即开路）计算 Va、Vb、Vc、Vd 和 Ve
2.(40分)考虑在一个低噪声放大器中使用变压器，如下图所示： 交R R。=502 000 1:n W M 1 mA 对于本题中的所有小题，假定所有晶体管都工作在饱和区，并且可用 下图所示的小信号模型建模。另外，假定所有晶体管的都小信号参数如下： gm=1/(1k2).Cgs=100fF.kT=4.14e-21 并且，同样假定所有晶体管的栅噪声为0（即δ=0）。 ina2=12kTgm△f; 同时注意，以上电路中所用的理想变压器的复数阻抗如下图所示 z1:n 中一創峰约空 Zin 3 Zout=nZ
2. (40 分) 考虑在一个低噪声放大器中使用变压器，如下图所示： 对于本题中的所有小题，假定所有晶体管都工作在饱和区，并且可用 下图所示的小信号模型建模。另外，假定所有晶体管的都小信号参数如下： 并且，同样假定所有晶体管的栅噪声为 0（即δ= 0）。 同时注意，以上电路中所用的理想变压器的复数阻抗如下图所示
a.(10分)假定'g是一个频率为o。的正弦波，其中o。足够高，使得 Cg可以很好地近似为短路。假定Lg被调节到在o,处使得Zm0, 计算'g到'ou的增益与变压器的匝比n之间的函数关系。为了实 现高增益，n应该大还是小？
a. (10 分) 假定 Vsig 是一个频率为ωo 的正弦波，其中ωo 足够高，使得 Cbig 可以很好地近似为短路。假定 Lg 被调节到在ωo 处使得 Zin=0， 计算 Vsig 到 Vout的增益与变压器的匝比 n 之间的函数关系。为了实 现高增益，n 应该大还是小？
b.(30分)在与(a)题相同的假设条件下，计算放大器噪声系数与变压 器匝比之间的函数关系。计算中忽略R的影响。为了实现低噪 声系数，n应该大还是小？
b. (30 分) 在与(a)题相同的假设条件下，计算放大器噪声系数与变压 器匝比 n 之间的函数关系。计算中忽略 RL 的影响。为了实现低噪 声系数，n 应该大还是小？
3.(36分)考虑使用一个源极负反馈的放大器，如下图所示。除了M1的Cd 和C以外，忽略所有的器件寄生电容。同样，忽略M1的背栅效应和有限的 o。 VpD 3R1 Rs Vout + Vbias R a.(4分)计算低频小信号增益A=vuvm。(本小题中忽略所有的电容)
3. （36 分）考虑使用一个源极负反馈的放大器，如下图所示。除了 M1 的 Cgd 和 Cgs以外，忽略所有的器件寄生电容。同样，忽略 M1 的背栅效应和有限的 ro。 a. (4 分)计算低频小信号增益 A=vout/vin。（本小题中忽略所有的电容）
b.(6分)推导低频下的增量增益A=Vou/V1和A2=V2/W1。(本小题中忽略所有 的电容)
b.（6 分）推导低频下的增量增益 A1=vout/v1 和 A2=v2/v1。（本小题中忽略所有 的电容）
c.利用(b)小题的结果以及Cgs和Cd的密勒效应，求出zin 假定o<1/(CgdR)
c．利用(b)小题的结果以及 Cgs和 Cgd 的密勒效应，求出 Zin。 假定ω << 1/(CgdR1)
d.(10分)求出以上放大器的低频噪声因子。分析中忽略R,的噪声贡献
d. (10 分) 求出以上放大器的低频噪声因子。分析中忽略 R1 的噪声贡献