سوال ۶۱ کنکور ارشد مهندسی برق ۱۴۰۵

در مدار زیر، همه ترانزیستورها در ناحیه فعال بایاس شده‌اند. مقدار بهره ولتاژ $A_V=\left|\dfrac{V_{out}}{V_{in}}\right|$ برابر با کدام مورد است؟

مدار از منبع $V_{DD}$ تغذیه می‌شود. ترانزیستور ورودی $M_1$ (NMOS) گیت آن با $V_{in}$ تحریک می‌شود و یک طبقه سورس‌مشترک می‌سازد؛ گره درین آن با ترانزیستور PMOS دیودی‌شده $M_3$ (گیت به درین متصل) بار می‌شود که گره گیت آن، گیت $M_4$ (PMOS) را نیز تحریک کرده و یک آینه جریان PMOS نسبت به $V_{DD}$ می‌سازد. $M_2$ (NMOS) در پایین نقش منبع جریان بایاس را دارد. گره خروجی از طریق یک خازن بزرگ ($\infty$) به مقاومت بار $R_L=1\,\text{k}\Omega$ به زمین کوپل شده است.

داده‌ها: $g_{m۱}=۵\,\text{mA/V}$، $g_{m۲}=۹\,\text{mA/V}$، $g_{m۳}=g_{m۴}=۱۰\,\text{mA/V}$ و $\lambda=\gamma=۰$.