请教一道模拟IC笔试题目

JustdoitAbel

看两个极端，会不会好理解一点，
1、如果M1，M2超级强，那么等于1的瞬间，就掉为0；那么Vo就是一个锯齿波
2、如果M1，M2超级弱，那么Vo就一直上升
3、如果M1，M2恰到好处............

chijunyinxi

JustdoitAbel 发表于 2023-8-14 11:44
看两个极端，会不会好理解一点，
1、如果M1，M2超级强，那么等于1的瞬间，就掉为0；那么Vo就是一个锯齿波
2 ...

哈哈，主要这么看的话，似乎也不好找到一个中间情况，不会是一个共模在逐渐抬高的锯齿波吧

chijunyinxi

综合评论区朋友们的情况，在I1始终为理想电流源的情况下，分析应该是：
1. 第一阶段，NM1，2都不通过电流，仅仅有C2通过电流，得到公式 I1=C2*dVo/dt，斜率为I1/C2；
2.第二阶段，当Vo升到1V后，N管栅压也同步升高到1V以上，两个N管导通，Im2=3Im1=3Ic1；此时电流满足I1=C2*dVo/dt+4C1*d(Vo-Vg)/dt（Nm2的电流始终是Nm1的3倍），在此阶段，Vo上升，Vg也会从1V上升到一个稳定值Vg0，因此Vo总的上升斜率不是直线，应该有所过渡。
3.第三阶段，Vg上升到一个稳定值Vg0，N管电流从此固定下来。此时电流满足I1=C2*dVo/dt+4C1*d(Vo-Vg0)/dt=C2*dVo/dt+4C1*dVo/dt，（Nm2的电流始终是Nm1的3倍），斜率稳定在I1/（C2+4C1)，不断升高。
以上分析如果有朋友有质疑也可以讨论。

张博

wkp1992101 发表于 2023-8-14 09:29
vin跳变后，I1给C1和C2充电 通过公式Q=C*V=i*t可得，斜率为V/t=I1/(C1+C2)，直到Vo到达1V后NMOS导通，电容C ...

你说的I2是单指NM2的电流吧？（I1-I2）也就是C1支路和C2支路的电流之和，对吗？

张博

chijunyinxi 发表于 2023-8-14 12:10
综合评论区朋友们的情况，在I1始终为理想电流源的情况下，分析应该是：
1. 第一阶段，NM1，2都不通过电流， ...

第二，三阶段是不是可以合并？Vg会固定在1V吗？为什么还会上升至Vg0?

imefox

cyaalww 发表于 2023-8-14 11:30
理想电流源Vo不会稳定的，会一直充电，而且NM1的VGS一直不变，电流也不变，C1的电压就是V0-1V
...

VGS=1V时开始导通，不是说VGS一直等于1V

imefox

1、VO<1V之前，NM1关断，电流全部经过C2，VO斜率为I1/C2。
2、VO≥1V以后，NM1导通且进入饱和区，NM2也是饱和区，电流是NM1的3倍，VO继续增长，但是斜率缓慢下降，稳态时，VO的斜率为I1/(C2+4C1)，只要I1为理想源，VO可以到无穷大。如果I1不是理想源，VO会等于VDD。

cyaalww

imefox 发表于 2023-8-15 16:47
VGS=1V时开始导通，不是说VGS一直等于1V

那请问是什么让Vgs变高的呢？

imefox

chijunyinxi 发表于 2023-8-14 10:49
我也觉得Vo最后要稳定在一个值，最后电流就不通过C2，但是电流如果通过左边的电流镜的话，说明N管栅端一 ...

只要I1是理想源，VO可以一直充电到无穷大，稳态时，VO充电速率是I1/(C2+4C1)

imefox

cyaalww 发表于 2023-8-15 17:01
那请问是什么让Vgs变高的呢？

电流正比于Vdsat^2，NM1的电流大了，Vdsat和VGS就大了