Design the two-stage Op-Amp shown below to have a differential small-signal gain of 30 dB in the first stage and a small-signal gain of 26 dB in the second stage. Use a channel length of L = 0.8 μm for all transistors and design M5 and M6 to give bias currents of I_D5 = I_D6 = 0.1 mA with a bias voltage V_B = 0.7 V. Assume transistor parameters as specified in Table and use reasonable approximations in the design equations for the transistors. Assume that all transistors are in the active region. What is the width W7 for transistors M7?

Đáp án đúng: "32μm". Đổi đơn vị: 26 dB ứng với độ lợi 20 V/V. Với L = 0.8 μm: λn = 0.10/0.8 = 0.125 V⁻¹, λp = 0.14/0.8 = 0.175 V⁻¹. Tầng hai: A2 = g_m7/(g_ds6 + g_ds7) = (2I_D7/V_ov7)/(I_D7(λn + λp)) = 2/(V_ov7 × 0.3) = 20, suy ra V_ov7 ≈ 0.333 V. Với I_D7 = I_D6 = 0.1 mA: (W/L)7 = 2I_D7/(μpCox·V_ov7²) = 2 × 100 μA/(45 μA/V² × 0.111 V²) ≈ 40, nên W7 = 40 × 0.8 μm = 32 μm. "16μm" sai vì đó là độ rộng của M3, M4 mang dòng 0.05 mA; dùng cho M7 thì V_ov7 ≈ 0.47 V và A2 chỉ còn khoảng 14 V/V (23 dB). "20μm" sai vì cho W/L = 25, V_ov7 ≈ 0.42 V và A2 ≈ 16 V/V, khoảng 24 dB, không đạt 26 dB. "40μm" sai vì đó là nhầm tỉ số W/L = 40 với độ rộng, quên nhân chiều dài kênh 0.8 μm; độ rộng này cho A2 vượt 26 dB.