第 一 題

這是一個 CMOS 反相器電路。要判斷工作區域，需要先算出各電晶體的驅動強度 k，並分析輸入電壓 1.15V 對 VGS 的影響。根據題目參數 (W/L)p = 2(W/L)n = 3（通常由於排版空格問題，意指 (W/L)p=2, (W/L)n=3，或 (W/L)p=3, (W/L)n=1.5。我們以漏印逗號之常理判斷為 (W/L)p=2, (W/L)n=3，因兩者結果定性上相同），先計算如果兩者皆在飽和區時的理論電流。若 Qn 飽和電流遠大於 Qp 飽和電流，為了使串聯電流相等，Qn 必須降至三極區，Qp 則維持飽和。

既然已經確認 QP 操作在飽和區，而串聯電路的總電流由處於飽和區的元件主導，因此直接代入 QP 的飽和電流公式計算即可得到實際電流 iD。

這個問題在第一小題的分析中已經得出答案。在此只需將推論過程簡要重述即可。

要求 VOL，就是求此時的輸出電壓，也就是 QN 的 VDS（汲極-源極電壓）。因為 QN 在三極區，使用三極區電流公式，將已知的電流 4.6875 μA 代入，解一元二次方程式找出 VDS。

靜態功率損耗是指在直流穩態下，電源 VDD 提供的功率。因為這時的輸入電壓 (1.15V) 使 PMOS 和 NMOS 都部分導通，產生了從 VDD 貫通到地的靜態電流 (短路電流)。直接將總電源電壓 VDD 乘以流經電路的總靜態電流 iD 即可。