立足基础理论，灵活解释您的仿真结果，进行设计与取舍---以基于平方率的单端共源共栅放大器设计为例

现代模拟IC设计中，我们打交道最多的器件莫非MOSFET了，使用什么结构，如何给定MOSFET的参数，就是一个最重要的话题。

在现代CMOS工艺中，我们关心最多的参数：MOSFET的宽（W）和长（L）和由这两项参数构成的宽长比（W/L）。

而在0.5um及以上的工艺中，平方率方程是可以较为准确的描述MOSFET I-V特性曲线，方程如下：（饱和区，先暂时不考虑沟道长度调制效应）

$I_D=\frac12\mu_NC_{OX}\frac WL(V_{GS}-V_{TH})^2$

而式中uN×Cox可以简化为系数KN，（VGS-VTH）可以以过驱动电压VOD代替，简化方程如下：

$I_D=\frac12 K_N\frac WLV_{OD}^2$

在MOSFET小信号模型中，非常值得关注的参数是MOSFET的跨导gm和输出电阻ro，公式如下：

$g_m=\frac{I_D}{V_{GS}}=\mu_NC_{OX}\frac WL(V_{GS}-V_{TH})=\sqrt{2\mu_NC_{OX}\frac WLI_D}=\frac{2I_D}{V_{GS}-V_{TH}}$

$r_o=\frac{\partial V_{DS}}{\partial I_D}=\frac1{{\displaystyle\frac12}\mu_NC_{OX}{\displaystyle\frac WL}V_{OD}^2\lambda}\approx\frac1{\lambda I_D}$

对于ro，我们一般使用后面的简化公式进行计算。

在MOS管共源放大器中，有重要参数--本征增益Av0，共源极放大器无论如何无法超过这个增益

$A_{v0}=g_mr_o$

而共源共栅放大器，则是依靠极大的提升输出阻抗，来提供更大的增益。

本次设计电路图如下：

 已知共源共栅放大器增益为

$A_{v,Cascode}=g_{mN0}\lbrack(g_{m,N1}r_{oN1}r_{oN0})//(g_{m,P1}r_{oP1}r_{oP0})\rbrack$

无法改动的参数：KN/KP、Lambda、

写在Spec里的参数：电源电压、功耗（决定电流ID）、输出摆幅（决定了给每个管子分配多少过驱动电压）

在设计时，我们可以调节的参数：宽长比，过驱动电压

这个设计的Spec：

VDD=5V,P<=0.2mW,Av>5000,对输出摆幅和频率特性不做要求

理论介绍完毕，在下一楼中，开始正儿八经的参数提取和设计

I_D=\frac12\mu_NC_{OX}\frac WL(V_{GS}-V_{TH})^2