INSTRUCTOR’S SOLUTIONS MANUAL FOR Microelectronic Circuits

500 Pages·7·9.177 MB·English

by  Adel S. Sedra

SEDRA/SMITH
INSTRUCTOR’S SOLUTIONS MANUAL
FOR
Microelectronic Circuits
INTERNATIONAL SEVENTH EDITION
Adel S. Sedra
University of Waterloo
New York Oxford
OXFORD UNIVERSITY PRESS
Oxford University Press is a department of the University of Oxford.
It furthers the University’s objective of excellence in research,
scholarship, and education by publishing worldwide.
Oxford New York
Auckland Cape Town Dar es Salaam Hong Kong Karachi
Kuala Lumpur Madrid Melbourne Mexico City Nairobi
New Delhi Shanghai Taipei Toronto
With offices in
Argentina Austria Brazil Chile Czech Republic France Greece
Guatemala Hungary Italy Japan Poland Portugal Singapore
South Korea Switzerland Thailand Turkey Ukraine Vietnam
Copyright 2017 by Oxford University Press
For titles covered by Section 112 of the US Higher Education
Opportunity Act, please visit www.oup.com/us/he for the
latest information about pricing and alternate formats.
Published by Oxford University Press
198 Madison Avenue, New York, New York 10016
http://www.oup.com
Oxford is a registered trademark of Oxford University Press
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced,
stored in a retrieval system, or transmitted, in any form or by any means,
electronic, mechanical, photocopying, recording, or otherwise,
without the prior permission of Oxford University Press.
ISBN: 978-0-19-933916-7
Printing number: 9 8 7 6 5 4 3 2 1
Printed in the United States of America
on acid-free paper
Contents
Exercise Solutions (Chapters 1-17)
Problem Solutions (Chapters 1-17)
Preface
This Instructor’s Solution Manual (ISM) contains complete solutions for all exercises and
end-of-chapter problems included in the book Microelectronic Circuits, International
Seventh Edition by Adel S. Sedra and Kenneth C. Smith.
Most of the solutions are new; however, I have used and/or adapted some of the solutions
from the ISM of the International Sixth Edition. Credit for these goes to the problem
solvers listed therein.
This manual has greatly benefited from the careful work of the accuracy checkers listed
below. These colleagues and friends worked diligently to ensure that the 2,030 solutions
are free of error. Despite all of our combined efforts, however, there is little doubt that
some errors remain, and for these I take full responsibility. I will be most grateful to
instructors who discover errors and point them out to me. Please send all corrections and
comments by email to: [email protected].
Adel Sedra
Waterloo, Ontario, Canada
October 2015
Accuracy Checkers
• Professor Tony Chan Carusone, University of Toronto - Assisted by graduate students
Jeffrey Wang and Luke Wang
• Professor Vincent Gaudet, University of Waterloo
• Professors Shahriar Mirabbasi and Mandana Amiri, University of British Columbia
• ProfessorWai Tung Ng, University of Toronto
• Professor Olivier Trescases, University of Toronto
• Professor Amir Yazdani, Ryerson University
Û¨»®½·­»ï›ï
Û¨æïòï ɸ»²±«¬°«¬¬»®³·²¿´­¿®» έ
±°»²ó½·®½«·¬»¼ô¿­·²Ú·¹òïòï¿æ
Ú±®½·®½«·¬¿òª ª ø¬÷
±½ ­ ª­ ø¬÷ ª± ÎÔ
Ú±®½·®½«·¬¾òª ·ø¬÷ Î
±½ ­ ­
ɸ»²±«¬°«¬¬»®³·²¿´­¿®»­¸±®¬ó½·®½«·¬»¼ô¿­·²
Ú·¹òïòï¾æ
׺Πïððµ æ
ª ø¬÷ Ô
Ú±®½·®½«·¬¿ò· ­
­½ Î ïðð
­ ª ïð³Ê çòç³Ê
± ïðð ï
Ú±®½·®½«·¬¾ò· ·ø¬÷
­½ ­
׺Πïðµ æ
Ú±®»¯«·ª¿´»²½§ Ô
ïð
έ·­ø¬÷ ª­ø¬÷ ª± ïð³Ê ïð ï çòï ³Ê
×ºÎ ïµ æ
Ô
έ ¿
ï
ª ïð³Ê ë³Ê
± ï ï
ª ø¬÷ ׺ÎÔ ïðð æ
­
ïðð
ª ïð³Ê ðòçï³Ê
± ïðð ïÕ
¾ Ú±®ª ðòèª ô
± ­
Î
Ú·¹«®»ïòï¿ Ô ðòè
Î Î
Ô ­
Í·²½»Î ïµ ô
­
¿
Î ìµ
Ô
Û¨æïòì Ë­·²¹½«®®»²¬¼·ª·¼»®æ
· ø¬÷ Î
­ ­
·
±
¾
·­ ïð ß Î­ ÎÔ
Ú·¹«®»ïòï¾
Û¨æïòî Î
· · ­
± ­ Î Î
­ Ô
Ù·ª»²· ïðkßô Î ïððµ ò
Î · ­ ­
­ ­½
ª ª Ú±®
±½ ­ ïðð
Î ïµ ô · ïðkß çòçkß
Ô ± ïðð ï
Ú±®
ïðð
Î ïðµ ô · ïðkß çòïkß
ª ïð³Ê Ô ± ïðð ïð
±½
Ú±®
·­½ ïðkß ïðð
Î ïððµ ô · ïðkß ëkß
ª ïð³Ê Ô ± ïðð ïðð
Î ±½ ïµ
­ · ïðkß ïððÕ
­½ Ú±®Î ïÓ ô · ïðkß
Ô ± ïððÕ ïÓ
Û¨æïòí Ë­·²¹ª±´¬¿¹»¼·ª·¼»®æ ðòçkß
Î ïðð
ª ø¬÷ ª ø¬÷ Ô Ú±®· ðòè·ô ðòè
± ­ Î Î ± ­ ïðð Î
­ Ô Ô
Ù·ª»²ª ø¬÷ ïð³Ê¿²¼Î ïµ ò Î îëµ
­ ­ Ô
Û¨»®½·­»ï›î
ï ï
Û¨æïòë º ïðððئ Û¨æïòç ø¿÷ܽ¿²®»°®»­»²¬ïë¼·­¬·²½¬ª¿´«»­
Ì ïð í ¾»¬©»»²ð¿²¼ ïëÊò̸«­ô
î º î ïðí®¿¼ñ­
ª ðÊ Ü ðððð
ß
ï ï ª ïÊ Ü ðððï
Û¨æïòê ø¿÷Ì ­ ïêòé³­ ß
º êð
ª îÊ Ü ððïð
ß
ï ï
ø¾÷Ì ïððð­ ª ïëÊ Ü ïïïï
º ïð í ß
ï ï ø¾÷ø·÷ ïÊø··÷ îÊø···÷ ìÊø·ª÷ èÊ
ø½÷Ì ­ ïk­
º ïðê ø½÷̸»½´±­»­¬¼·­½®»¬»ª¿´«»®»°®»­»²¬»¼¾§
Û¨æïòé ׺êÓئ·­¿´´±½¿¬»¼º±®»¿½¸½¸¿²²»´ô Ü·­ëÊ嬸«­Üãðïðïò̸»»®®±®·­ ðòîÊô±®
¬¸»²ìéðÓئ¬±èðêÓئ©·´´¿½½±³³±¼¿¬» ðòîñëòî ïðð ìûò
èðê ìéð
ë꽸¿²²»´­
ê
Í·²½»¬¸»¾®±¿¼½¿­¬¾¿²¼­¬¿®¬­©·¬¸½¸¿²²»´ïìô·¬ Û¨æïòïð ʱ´¬¿¹»¹¿·² îð´±¹ïðð ìð¼Þ
©·´´¹±º®±³½¸¿²²»´ï쬱½¸¿²²»´êçò Ý«®®»²¬¹¿·² îð´±¹ïððð êð¼Þ
Ì Ð±©»®¹¿·² ï𴱹߰ ïð´±¹øߪ߷÷
ï ªî
Û¨æïòè Ð ¼¬ ïð´±¹ïðë ëð¼Þ
Ì Î
ð
ï Êî Êî
Ì
Ì Î Î
Û¨æïòïï Ð ïë è ïîð³É
¼½
ß´¬»®²¿¬·ª»´§ô
øêñ î÷î
Ð ïè³É
Ð Ðï Ðí Ðë Ô ï
ìÊ î ï ìÊ î ï м·­­·°¿¬»¼ ïîð ïè ïðî³É
î Î í î Î Ð ïè
Ô ïðð ïðð ïëû
ìÊ î ï м½ ïîð
ë î Î
Êî è ï ï ï ïð
ï Û¨æïòïî ª ï ïð ëÊ ïðkÊ
Î î ç îë ìç ± ïðê ïð
׬½¿²¾»­¸±©²¾§¼·®»½¬½¿´½«´¿¬·±²¬¸¿¬¬¸» øïð ïð ê÷î
Ð ªîñÎ ïð ïïÉ
·²²·¬»­»®·»­·²¬¸»°¿®»²¬¸»­»­¸¿­¿­«³¬¸¿¬ Ô ± Ô ïð
¿°°®±¿½¸»­ îñè嬸«­Ð¾»½±³»­Êîñο­º±«²¼
É·¬¸¬¸»¾«ºº»®¿³°´·»®æ
º®±³¼·®»½¬½¿´½«´¿¬·±²ò
Î Î
Ú®¿½¬·±²±º»²»®¹§·²º«²¼¿³»²¬¿´ ª± ï Î ·Î ߪ± Î ÔÎ
· ­ Ô ±
è î ðòèï ï ïð
ï ï ðòîëÊ
Ú®¿½¬·±²±º»²»®¹§·²®­¬ª»¸¿®³±²·½­ ï ï ïð ïð
èî ï ïç îïë ðòçí ÐÔ Îªî±Ô ðòïîðëî êòîë³É
ª ðòîëÊ
Ú®¿½¬·±²±º»²»®¹§·²®­¬­»ª»²¸¿®³±²·½­ ʱ´¬¿¹»¹¿·²ã ± ðòîëÊñÊ
ª ïÊ
è ï ï ï ­
ï ðòçë ïî¼Þ
î ç îë ìç
Ð
Ú®¿½¬·±²±º»²»®¹§·²®­¬²·²»¸¿®³±²·½­ б©»®¹¿·²øß÷ Ô
° Ð
·
è ï ï ï ï
ï ðòçê ©¸»®»ÐÔãêòîë³É¿²¼Ð· ª··ïô
î ç îë ìç èï
ª ðòëÊ¿²¼
Ò±¬»¬¸¿¬çðû±º¬¸»»²»®¹§±º¬¸»­¯«¿®»©¿ª»·­ ·
·²¬¸»®­¬¬¸®»»¸¿®³±²·½­ô¬¸¿¬·­ô·²¬¸» ïÊ
· ðòëkß
º«²¼¿³»²¬¿´¿²¼¬¸»¬¸·®¼¸¿®³±²·½ò · ïÓ ïÓ
Û¨»®½·­»ï›í
̸·­¹«®»¾»´±²¹­¬±Û¨»®½·­»ïòïëò
ͬ¿¹» ï ͬ¿¹» î
ïðð µ ï µ ï µ
ïððª
·î
ª­ ª·ï ï Ó ª·î ïðð µ ªÔ ïðð
ïðª
·ï
̸«­ô Û¨æïòïê λº»®¬¸»­±´«¬·±²¬±Û¨¿³°´»ïòí·²¬¸»
¬»¨¬ò
Ð ðòë ðòë ðòîëkÉ
·
ª
¿²¼ ·ï ðòçðçÊñÊ
ª
­
êòîë ïð í
ß îë ïðí
° ðòîë ïð ê ª·ï ðòçð窭 ðòçðç ï ðòçðç³Ê
ïð´±¹ß ìì¼Þ ª ª ª
° ·î ·î ·ï çòç ðòçðç çÊñÊ
ª ª ª
­ ·ï ­
Û¨æïòïí Ñ°»²ó½·®½«·¬ø²±´±¿¼÷±«¬°«¬ª±´¬¿¹»ã
ª ç ª ç ï ç³Ê
ß ª ·î Í
ª± ·
ª ª ª ª
Ñ«¬°«¬ª±´¬¿¹»©·¬¸´±¿¼½±²²»½¬»¼ ·í ·í ·î ·ï çðòç çòç ðòçðç
ª ª ª ª
­ ·î ·ï ­
Î
ß ª Ô
ª± ·Î Î èïèÊñÊ
Ô ±
ï
ðòè Î ðòîëµ îëð ª èïèª èïè ï èïè³Ê
Î ï ± ·í ­
±
ª ª ª ª ª
Ô Ô ·í ·î ·ï
ª ª ª ª ª
­ ·í ·î ·ï ­
Û¨æïòïì ß ìð¼Þ ïððÊñÊ
ª±
ªî Î î ðòçðç çðòç çòç ðòçðç éììÊñÊ
Ð ± ß ª Ô Î
Ô Î ª± ·Î Î Ô
Ô Ô ± ª éìì ï³Ê éìì³Ê
Ô
ï î
ªî ïðð ïððð îòëªî
· ï ï ·
Û¨æïòïé Ë­·²¹ª±´¬¿¹»¿³°´·»®³±¼»´ô¬¸»
ªî ªî
Ð · · ¬¸®»»ó­¬¿¹»¿³°´·»®½¿²¾»®»°®»­»²¬»¼¿­
· Î ïðôððð
·
Ð îòëªî
ß° ÐÔ ïð 쪷î îòë ïðìÉñÉ Î±
· ·
ïð´±¹ß ìì¼Þ
°
ª· η ߪ±ª·
Û¨æïòïë É·¬¸±«¬­¬¿¹»íø­»»¹«®»¿¾±ª»÷
ª
Ô
ª
­
ïÓ ïððµ
øïð÷ Î ïÓ
ïððµ ïÓ ïððµ ïµ ·
Î ïð
ïðð ±
øïðð÷
ïðð ïµ ßª± ߪï ߪî ߪí çòç çðòç ï çððÊñÊ
ª
Ô øðòçðç÷øïð÷øðòççðï÷øïðð÷øðòðçðç÷ ̸»±ª»®¿´´ª±´¬¿¹»¹¿·²
ª
­ ª Î Î
èïòèÊñÊ ª± Î ·Î ߪ± Î ÔÎ
­ · ­ Ô ±
Û¨»®½·­»ï›ì
Ú±®Î ïð æ Û¨æïòîð Ë­·²¹¬¸»¬®¿²­®»­·­¬¿²½»½·®½«·¬³±¼»´ô
Ô
¬¸»½·®½«·¬©·´´¾»
Ѫ»®¿´´ª±´¬¿¹»¹¿·²
ïÓ ïð
çðð ìðçÊñÊ
ïÓ ïððÕ ïð ïð ·· α
Ú±®Î ïððð æ
Ô
Ѫ»®¿´´ª±´¬¿¹»¹¿·² ·­ έ η γ·· ÎÔ ª±
ïÓ ïððð
çðð èïðÊñÊ
ïÓ ïððÕ ïððð ïð
ο²¹»±ºª±´¬¿¹»¹¿·²·­º®±³ìðçÊñʬ±
èïðÊñÊò
· Î
· ­
Û¨æïòïè ·­ η έ
Î
ª Î · Ô
· · ± ³· Î Î
· ± Ô ±
ª Î
± Î Ô
· ³Î Î
· Ô ±
·­ έ η α ÎÔ Ò±© ª± ª± ·· Î ÎÔ Î­
ß · · · · ³Î Î Î Î
·­ · ­ · ­ Ô ± · ­
Î Î
Î ­ Ô
³Î Î Î Î
­ · Ô ±
Î
· · ­ Û¨æïòîï
· ­Î Î
­ ·
Î Î Î
· ß · ± ß · ­ ±
± ·­ ·Î Î ·­ ­Î Î Î Î
± Ô ­ · ± Ô
̸«­ô
· Î Î
± ß ­ ±
· ·­Î Î Î Î
­ ­ · ± Ô
Û¨æïòïç
Î
·
ª ª· η α ÎÔ ª±
­ Ù ª ª¾ ·¾® ï÷·¾Î»
³ ·
· ® ï÷Î
¾ »
Þ«¬ª ª ¿²¼· · ô¬¸«­
¾ ¨ ¾ ¨
ª ª
Î ¨ ¾ ® ï÷Î
ª ª η ·² ·¨ ·¾ »
· ­Î Î
· ­
ª Ù ªøÎ Î ÷
± ³ · ± Ô Û¨æïòîî
Î
Ù ª · øÎ Î ÷
³ ­Î Î ± Ô º Ù¿·²
· ­
ïðئ êð¼Þ
̸«­ô
ïðµØ¦ ìð¼Þ
ª± ٠η øÎ Î ÷ ïððµØ¦ îð¼Þ
ª ³Î Î ± Ô ïÓئ ð¼Þ
­ · ­
Û¨»®½·­»ï›ë
Ù¿·² ø¼Þ÷ Û¨æïòîì λº»®¬±Ú·¹òÛïòîì
êð
Ê Î Î ­
î · ·
Ê ï Î Î ï
ìð ­ Î Î ­ · ­
îð ¼Þñ¼»½¿¼» ­ ­Ý · ÝøÎ Î÷
­ ·
îð
©¸·½¸·­¿²ØÐÍÌݺ«²½¬·±²ò
ð ï
º ïððئ
ï ïð ïð ïð ïð ïð ïð ïð º øئ÷ í¼Þ î ÝøÎ Î÷
­ ·
í ¼Þ ï
Ý ðòïêkÚ
º®»¯«»²½§ î ï ç÷ïðí ïðð
Û¨æïòîí Ý
Î ï µ
Ê· η ٳʷ α ÎÔ Ê± ÝÔ Ê Î ç µ Ê
Û¨æïòîë Ì ëðÕ
Ê Ù Ê Î Î Ý
± ³ · ± Ô Ô ² ÞÌíñî» Û¹ñøîµÌ÷
·
Ù Ê éòí ïðïëøëð÷íñî» ïòïîñøî èòêî ïð ë ëð÷
³ ·
ï ï
­Ý çòê ïð íçñ½³í
Î Î Ô
± Ô
Ì íëðÕ
Ê Ù ï
̸«­ô ± ³ ² ÞÌíñî» Û¹ñøîµÌ÷
Ê· Îï Îï ï ï­ÝÔï · éòí ïðïëøíëð÷íñî» ïòïîñøî èòêî ïð ë íëð÷
± Ô
α ÎÔ ìòïë ïðïïñ½³í
Ê Ù øÎ Î ÷
± ³ Ô ±
Ê· ï ­ÝÔøÎÔ Î±÷ Û¨æïòîê ÒÜ ïðïéñ½³í
Ú®±³Û¨»®½·­»ïòïô² ¿¬
©¸·½¸·­±º¬¸»ÍÌÝÔЬ§°»ò ·
Ì íëðÕ ìòïë ïðïïñ½³í
Üݹ¿·² Ù øÎ Î ÷ ïð øÎ ëð÷
³ Ô ± Ô ² Ò ïðïéñ½³í
² Ü
̱±¾¬¿·²¿¼½¹¿·²±º¿¬´»¿­¬ìð¼Þø·ò»òôïðð÷ô ²·î
°
ïðøÎ ëð÷ ïðð ² Ò
Ô Ü
øìòïë ïðïï÷î
Î ïîòëµ
Ô ïðïé
ï ïòéî ïðêñ½³í
ð Ý øÎ Î÷
Ô Ô ±
Û¨æïòîé ߬íððÕô² ïòë ïðïðñ½³í
ï ·
Ý øïîòë ëð÷ ïðí ° Ò
Ô ° ß
É¿²¬»´»½¬®±²½±²½»²¬®¿¬·±²
Ú±® ¬±¾»¿´»¿­¬î ïðð ïðíô¬¸»¸·¹¸»­¬
ª¿´«»ð¿´´±©»¼º±®ÝÔ·­ ² ïòë ïðïð ïòë ïðìñ½³í
° ïðê
Ý ï ïëçòî°Ú ²·î
Ô î ïðë ïð ïðí Òß °° ²
°
Û¨»®½·­»ï›ê
øïòë ïðïð÷î Ü k Ê ïíëð îëòç ïð í
² ² Ì
ïòë ïðì
íë½³îñ­
ïòë ïðïêñ½³í
Ü k Ê ìèð îëòç ïð í
° ° Ì
ïîòì½³îñ­
Û¨æïòîè ø¿÷ k Û
² ¼®·º¬ ²
Ø»®»²»¹¿¬·ª»­·¹²·²¼·½¿¬»­¬¸¿¬»´»½¬®±²­³±ª»
Û¨æïòíï Û¯«¿¬·±²øïòëð÷ô
·²¿¼·®»½¬·±²±°°±­·¬»¬±Ûò
É»«­» É î ­ ï ï Ê
²ó¼®·º¬ ïíëð î ïïð ì ïk³ ïð ì½³ ¯ Òß ÒÜ ð
î Ò Ò
êòéë ïðê½³ñ­ êòéë ïðì³ñ­ ¯­ Òß Ò Ü Êð
ß Ü
ø¾÷Ì·³»¬¿µ»²¬±½®±­­îók³
î Ò Ò
Éî ­ ß Ü Ê
î ïð ê ¯ Ò Ò ð
´»²¹¬¸ íð°­ ß Ü
êòéë ïðì ï ¯ Ò Ò
Ê ß Ü Éî
ø½÷ײ²ó¬§°»­·´·½±²ô¼®·º¬½«®®»²¬¼»²­·¬§Ö²·­ ð î ­ Òß ÒÜ
Ö ¯²k Û
² ²
ïÊ Û¨æïòíî ײ¿° ²¼·±¼»Ò Ò
ïòê ïð ïç ïðïê ïíëð ß Ü
î ïð ì
î ï ï
ïòðè ïðìßñ½³î Û¯«¿¬·±²øïòëð÷ôÉ ¯­ Ò Ò Êð
ß Ü
ø¼÷Ü®·º¬½«®®»²¬× ßÖ
² ² ï ï
É»½¿²²»¹´»½¬¬¸»¬»®³ ¿­½±³°¿®»¼¬± ô
ðòîë ïð è ïòðè ïðì Ò Ò
ß Ü
¬¸«­
îékß
î
Ò±¬»¬¸¿¬ðòîëk³î ðòîë ïð è½³îò É ­ Ê
¯Ò ð
Ü
Û¨æïòîç Ö² ¯Ü²¼²¼ø¨¨÷ Û¯«¿¬·±²øïòëï÷ô¨² ÉÒßÒßÒÜ
Ú®±³Ú·¹òÛïòëô Ò
É ß
Ò
² ïðïéñ½³í ïðëñøk³÷í ß
ð
É
Ü íë½³îñ­ íë øïðì÷îøk³÷îñ­
² Ò
Û¯«¿¬·±²øïòëî÷ô¨ É Ü
íë ïðèøk³÷îñ­ ° Ò Ò
ß Ü
¼² ïðë ð ïðëk³ ì ­·²½»Òß ÒÜ
¼¨ ï Ò Ò
É Ü É ß
¼²ø¨÷ Ò Ò
Ö ¯Ü ß Ü
² ² ¼¨
Ò Ò
ïòê ïð ïç íë ïðè ïðë Û¯«¿¬·±²øïòëí÷ôÏÖ ß¯ Ò ß ÒÜ É
ß Ü
ëê ïð êßñk³î Ò Ò
߯ ß ÜÉ
ëêkßñk³î Òß
ß¯Ò É
Ú±®× ï³ß Ö ß Ü
² ²
ß ïÖ³²ß ëêkïðßíñkøkß³÷î ïèk³î Û¯«¿¬·±²øïòëì÷ôÏÖ ß î ­¯ ÒÒßßÒÒÜÜ Êð
Ò Ò
Û¨æïòíð Ë­·²¹Û¯òøïòìë÷ô ß î ¯ ß Ü Ê ­·²½»Ò Ò
­ Ò ð ß Ü
ß
Ü Ü
² ° Ê
k² k° Ì ß î ­¯ÒÜÊð