다음 회로의 전압이득 \dfrac{\mathrm{V_{out}}}{\mathrm{V_{in}}}은? (단, M 1 과 M 2 MOSFET은 전달컨덕턴스 g m1 ＝ g m2 ＝ 8 [mS], 출력저항 r o1 ＝ r o2 ＝ 10 [kΩ]이고, M 3 과 M 4 MOSFET은 전달컨덕턴스 g m3 ＝ g m4 ＝ 4 [mS], 출력저항 r o3 ＝ r o4 ＝ 20 [kΩ]이고, R 1 ＝ 18 [kΩ], R 2 ＝ 2 [kΩ]이며, I O 는 정전류로 이상적이다)

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1[7급 국가직 전자회로] 24년 1회차

다음 회로의 전압이득  $\dfrac{\mathrm{V_{out}}}{\mathrm{V_{in}}}$ 은? (단, M₁과 M₂ MOSFET은 전달컨덕턴스 g_m1 ＝ g_m2 ＝ 8 [mS], 출력저항 r_o1 ＝ r_o2 ＝ 10 [kΩ]이고, M₃과 M₄ MOSFET은 전달컨덕턴스 g_m3 ＝ g_m4 ＝ 4 [mS], 출력저항 r_o3 ＝ r_o4 ＝ 20 [kΩ]이고, R₁ ＝ 18 [kΩ], R₂ ＝ 2 [kΩ]이며, I_O는 정전류로 이상적이다)

해설

전압이득은 8이다.
능동부하 차동증폭기의 개방루프 이득은 출력 노드 저항에 비례한다. 출력에는  $r_{o2}$ ,  $r_{o4}$ ,  $R_1+R_2$ 가 병렬로 걸린다.
 $R_{out}=10\parallel20\parallel20=5\,\mathrm{k\Omega}$ ,  $A=8\,\mathrm{mS}\times5\,\mathrm{k\Omega}=40$ 
출력이 분압되어 M2 게이트로 되돌아가므로 궤환율  $\beta=\dfrac{2}{20}=0.1$ 인 부궤환이다.
 $A_f=\dfrac{40}{1+40\times0.1}=8$ 
5: 개방루프 이득 40과 궤환율 0.1 로는 나오지 않는 값이다.
11: 궤환 한계값  $1/\beta=10$ 을 넘으므로 부궤환 증폭기에서 나올 수 없다.
14: 마찬가지로  $1/\beta=10$ 을 넘는 값이다.

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