北邮模拟集成电路设计CMOS实验报告..doc

模拟集成电路设计仿真 实验报告 姓 名：________ X ____ 学 号：______2013210XXX_________ 班 级：______201321120X_________ 端口号码：______a219 __________ 学 院：_____电子工程学院________ 专 业：____电子科学与技术_______ 班内序号： XXX 目 录 实验一:共源级放大器性能分析 2 一、 实验目的 2 二、实验要求 2 三、实验电路及实验结果 2 (一)负载电阻R=10K 2 (二)负载电阻R=1K 4 四、实验分析 6 实验二:差分放大器设计 6 一、实验目的 6 二、实验要求 6 三、实验原理 7 四、实验结果 7 五、 思考题 9 实验三：电流源负载差分放大器设计 9 一、实验目的 9 二、实验要求 9 三、实验原理 9 四、实验结果 11 五、实验分析 12 实验五：共源共栅电流镜设计 12 一、实验目的 12 二、实验要求 12 三、实验内容 13 四、实验结果 16 实验六：两级运算放大器设计 17 一、实验目的 17 二、 实验要求 17 三、 实验内容 18 四、实验原理 22 五、实验结果 23 六、思考题 24 七、实验分析 24 实验总结及问题解决 25 一、实验中的问题 25 二、实验心得体会 26 实验一:共源级放大器性能分析 实验目的 1、掌握synopsys软件启动和电路原理图（schematic）设计输入方法； 2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真； 3、输入共源级放大器电路并对其进行DC、AC分析，绘制曲线； 4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响 二、实验要求 1、启动synopsys，建立库及Cellview文件。 2、输入共源级放大器电路图。 3、设置仿真环境。 4、仿真并查看仿真结果，绘制曲线。 三、实验电路及实验结果 (一)负载电阻R=10K 1.实验电路 2.直流分析 各节点的直流电压已在电路原理图中打印，下截图为直流工作点的参数： 分析该管参数:VDS=67.5842mV，VGS = 1.2V，Vth = 241.008????，即有VGS Vth，VDS VGS – Vth。因此 NMOS 管导通，工作在线性区，且计算知在深线性区域。 3.交流分析 (1)幅频特性曲线 (2)相频特性曲线 该电路的幅频特性曲线图与相频特性曲线图并不完全符合共源级放大电路的特性，分析可知此时MOS 管工作在线性区， MOS 管的跨导下降，故出现此情形。因此一般的共源级放大器都会避免 MOS 管工作在线性区。 (二)负载电阻R=1K 1.实验电路 2.直流分析 各节点的直流电压已在电路原理图中打印，下截图为直流工作点的参数： 分析该管参数：VDS = 1.16477??，VGS = 1.2??，Vth = 0.235598??。即有VDS VGS ? Vth，因此该 NMOS 管工作在饱和区。 2.交流分析 (1)幅频特性 (2)相位特性 从曲线中可看出，在中频区，放大倍数Av = 7.9dB，根据Av(dB) = 20logAv，可计算出Av=2.483。 实验分析 器件参数：NMOS管的宽长比为10，栅源之间所接电容1pF，Rd=10K。 实验结果：输入交流电源电压为1V，所得增益为12dB。由仿真结果有：gm=496u，R=10k，所以增益Av=496*10/1000=4.96=13.91 dB。可见，实际增益大于理论增益。 实验二:差分放大器设计 一、实验目的 1.掌握差分放大器的设计方法； 2.掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。 二、实验要求 1.确定放大电路； 2.确定静态工作点Q； 3.确定电路其他参数。 4.电压放大倍数大于20dB，尽量增大GBW，设计差分放大器； 5.对所设计电路调试； 6.对电路性能指标进行测试仿真，并对测量结果进行验算和误差分析。 实验原理 M1、M2 两个 NMOS 管作为差分对管，由电流源提供尾电流??????。当Vin1 = Vin2时，每个晶体管的偏置电流都等于??????/2，输出共模电平等于?????? ? RDISS/2，即尾部电流源的作用是抑制输入共模电平的变化对 M1、 M2 管的工作以及输出电平的影响。平衡态下的小信号差动电压增益AV为： β1= β2= β=μnCOX(W/L) 四、实验结果 (表中数据单位dB) ，R单位：kΩ W/L R