سوال ۶۲ کنکور ارشد مهندسی برق ۱۴۰۴

با فرض بایاس شدن تمامی ترانزیستورها در ناحیه اشباع (فعال)، ایده‌آل بودن منبع جریان، $V_{ov} = ۰/۲۵\ \text{V}$ و $\lambda = ۰/۱\ \text{V}^{-۱}$ برای تمامی ترانزیستورها، بهره $\left|\dfrac{V_{out}}{V_{in}}\right|$ به کدام مورد نزدیک‌تر است؟

شرح مدار: یک تقویت‌کننده ترارسانایی پنج‌ترانزیستوری. $Q_۱$ و $Q_۲$ زوج تفاضلی NMOS هستند و سورس مشترک آن‌ها با یک منبع جریان ایده‌آل $۰/۴\ \text{mA}$ به $-V_{DD}$ بسته شده است. بار فعال یک آینه جریان PMOS است: سورس $Q_۳$ و $Q_۴$ به $+V_{DD}$ و گیت‌های آن‌ها به هم متصل‌اند و $Q_۳$ به‌صورت دیودی بسته شده است (گیت آن به درین خودش که درین $Q_۱$ نیز هست وصل است). درین $Q_۴$ که به درین $Q_۲$ متصل است، گره خروجی $V_{out}$ را می‌سازد. منبع $V_{in}$ از طریق یک مقاومت سری $۵۰\ \text{k}\Omega$ گیت $Q_۱$ را تحریک می‌کند. از $V_{out}$ یک مقاومت $۴۵۰\ \text{k}\Omega$ به گره‌ای می‌رود که به گیت $Q_۲$ متصل است و از همان گره یک مقاومت $۵۰\ \text{k}\Omega$ به زمین بسته شده است؛ یعنی یک مقسم مقاومتی کسری از $V_{out}$ را به گیت $Q_۲$ فیدبک می‌دهد.