《模擬集成電路 實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《模擬集成電路 實(shí)驗(yàn)報(bào)告（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 ...wd... CMOS放大器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1.培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問(wèn)題的綜合能力； 2.熟悉計(jì)算機(jī)進(jìn)展集成電路輔助設(shè)計(jì)的流程； 3.學(xué)會(huì)適應(yīng)cadence設(shè)計(jì)工具； 4.掌握模擬電路仿真方法 6.掌握電子電路、電子芯片底層幅員設(shè)計(jì)原則和方法； 7.掌握使用計(jì)算機(jī)對(duì)電路、電子器件進(jìn)展參數(shù)提取及功能模擬的過(guò)程； 8.熟悉設(shè)計(jì)驗(yàn)證流程和方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 單級(jí)差分放大器構(gòu)造如以下列圖所示： 在電路構(gòu)造中，M2和M3組成了NMOS差分輸入對(duì)，差分輸入與單端輸入

2、相比可以有效抑制共模信號(hào)干擾；M0和M1電流鏡為有源負(fù)載，可將差分輸入轉(zhuǎn)化為單端輸出；M5管提供恒定的偏置電流。 三、實(shí)驗(yàn)要求 設(shè)計(jì)電路使得其到達(dá)以下指標(biāo)： 1.供電電壓： 2.輸入信號(hào)：正弦差分信號(hào) 3.共模電壓范圍為 4.差分模值范圍 5．輸出信號(hào)：正弦信號(hào) 6.擺率大于 7.帶寬大于 8.幅值增益： 9.相位裕度： 10.功耗： 11.工作溫度： 四、差分放大器分析 1、直流分析 為了使電路正常工作，電路中的MOS管都應(yīng)處于飽和狀態(tài)。 1.1 M2管的飽和條件: 1.2 M4管的飽和條件: 2.小信號(hào)分析 小信號(hào)模型如

3、下： 由圖可得： 2．1增益分析 其中 2.2 頻率響應(yīng)分析 由小信號(hào)模型易知： 其中 3．電路參數(shù)計(jì)算 3．1確定電流 根據(jù)擺率指標(biāo)： 根據(jù)功耗指標(biāo)易知： 根據(jù)帶寬指標(biāo)： 綜上，取: 3.2寬長(zhǎng)比確實(shí)定 M4與M5：電流源提供的電流為，參數(shù)設(shè)為，根據(jù)電流鏡原理，可以算出 M2與M3： 帶入數(shù)據(jù)可得 取值為20，則取 M0與M1：這兩個(gè)PMOS管對(duì)交流性能影響不大，只要使其下方的管子正常開啟即可，實(shí)驗(yàn)中取值： 五、仿真結(jié)果 1、幅頻特性 設(shè)置鼓勵(lì)如下： 信號(hào)名稱 信號(hào)

4、類型 參數(shù) VDD 直流 V=3.3V GND 直流 V=0V Vin+ 交流小信號(hào) 幅值1mV,頻率50KHz 直流電壓1.65V,初相0 Vin- 交流小信號(hào) 幅值1mV,頻率50KHz 電壓1.65V,初相180 進(jìn)展ac仿真，仿真結(jié)果如下： 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 2、擺率仿真 通過(guò)參加方波鼓勵(lì)進(jìn)展測(cè)試擺率 信號(hào)名稱 信號(hào)類型 參數(shù) VDD 直流 V=3.3V GND 直流 V=0V Vin+ 方波 V1=0V,V2=3.3V 周期2,占空比50% Vin- 方波 V1=3.3V,V2=0V 周期2,占

5、空比50% 仿真結(jié)果如下： 得到：滿足指標(biāo)要求。 3、共模電壓范圍仿真 為了測(cè)試共模電壓范圍，我們調(diào)整直流工作點(diǎn)分別在直流工作點(diǎn)為1.15V和2.15V是進(jìn)展仿真。 3.1直流工作點(diǎn)1.15V時(shí)，仿真結(jié)果如下 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 3.2 直流工作點(diǎn)2.15V時(shí)，仿真結(jié)果如下 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 4、差分模值范圍 將輸入信號(hào)按如下表格設(shè)置: 信號(hào)名稱 信號(hào)類型 參數(shù) VDD 直流 V=3.3V GND 直流 V=0V Vin+ 交流小信號(hào) 幅值100mV,頻率50KHz 直流電壓1.65V,初相0 Vin- 交流

6、小信號(hào) 幅值100mV,頻率50KHz 電壓1.65V,初相180 仿真結(jié)果如下： 可以看到，放大器性能沒(méi)有發(fā)生大的變化，滿足要求 以上所有仿真中功率都明顯小于1mw；綜上，放大器大的所有指標(biāo)在前仿中滿足要求。 六、幅員的繪制 由電路圖繪制幅員如下： 由于電容所占面積較大，考慮電容時(shí)幅員如下： 幅員繪制完成后，通過(guò)DRC檢查，以及LVS驗(yàn)證，然后進(jìn)展RCX參數(shù)提取，而后進(jìn)展后仿。 提取RCX如下： 七、后仿結(jié)果 1、幅頻特性 設(shè)置鼓勵(lì)如下： 信號(hào)名稱 信號(hào)類型 參數(shù) VDD 直流 V=3.3V GND 直流 V=0V Vin+ 交流小信號(hào) 幅值

7、1mV,頻率50KHz 直流電壓1.65V,初相0 Vin- 交流小信號(hào) 幅值1mV,頻率50KHz 電壓1.65V,初相180 進(jìn)展ac仿真，仿真結(jié)果如下： 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 2、擺率仿真 通過(guò)參加方波鼓勵(lì)進(jìn)展測(cè)試擺率 信號(hào)名稱 信號(hào)類型 參數(shù) VDD 直流 V=3.3V GND 直流 V=0V Vin+ 方波 V1=0V,V2=3.3V 周期2,占空比50% Vin- 方波 V1=3.3V,V2=0V 周期2,占空比50% 仿真結(jié)果如下： 得到：滿足指標(biāo)要求。 3、共模電壓范圍仿真 為了測(cè)試共模電壓范圍，我們調(diào)整

8、直流工作點(diǎn)分別在直流工作點(diǎn)為1.15V和2.15V是進(jìn)展仿真。 3.1直流工作點(diǎn)1.15V時(shí)，仿真結(jié)果如下 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 3.2直流工作點(diǎn)2.15V時(shí)，仿真結(jié)果如下 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 3.3差分模值范圍 將輸入信號(hào)按如下表格設(shè)置： 信號(hào)名稱 信號(hào)類型 參數(shù) VDD 直流 V=3.3V GND 直流 V=0V Vin+ 交流小信號(hào) 幅值100mV,頻率50KHz 直流電壓1.65V,初相0 Vin- 交流小信號(hào) 幅值100mV,頻率50KHz 電壓1.65V,初相180 仿真結(jié)果如下： 增益，，相位裕度為，滿足指標(biāo)要求。 綜上，放大器在后仿中也滿足指標(biāo)要求。 八、總結(jié) 通過(guò)使用cadence軟件設(shè)計(jì)仿真CMOS放大器，讓我熟悉了使用計(jì)算機(jī)進(jìn)展集成電路輔助設(shè)計(jì)的流程；在調(diào)節(jié)電路參數(shù)時(shí)有復(fù)習(xí)穩(wěn)固了CMOS放大器的相關(guān)知識(shí)，受益匪淺。