《模拟集成电路设计》实验指导2.pdfVIP

说明：《模拟集成电路设计》课程实验共16学时，包含2个课程设计，请同学们自己 合理安排实验时间分配。2个课程设计结束后，课程设计报告以1个word文档电子版形式 上交。谢谢配合。 课程设计项目一：电流源负载的共源放大器设计实验指导 预备知识  如右图为电流源负载的共源放大器。  已知：VDD= 1.8V ， I1=100uA 。  要求：Av20dB , 输出摆幅 1V 1、输出摆幅相关计算，分配过驱动电压。 根据我们第三章电流源负载的共源放大 器的分析(参考讲课PPT)可知，电流源负 载的CS 放大器的输出应满足： VG-VTHN≤Vout ≤Vbp+|VTHP | ，即最大摆幅为：[VDD-VonN-VonP]，其中VonN 和VonP 分别指NMOS 和PMOS 两个管子的过驱动电压。 根据题目对摆幅的要求，需要VDD-VonN-VonP 1V ，即VonN+VonP0.8V 。从这里可以获得 如何改变摆幅的方法。 2 、估算共源放大器增益 根据我们第三章电流源负载的共源放大器的分析( 参考课本) 可知，增益 2I 1 1 2I 1 1 A g (r ||r ) 1 ( / / ) v mN 1 oN 1 oP 1 V V  I  I V V (  ) I V (  ) G thN n 1 p 1 G thN n p onN n p 由此可知，电流源负载的共源放大器小信号增益只和过驱动电压和放大级的沟道长度调 制系数有关，选择合理的过驱动电压和沟道长度调制系数使其满足设计要求。 同时，根据第二章的内容， 。通过以上分析，可以得到增加或减小增益的办法。  1 L 3、估算静态工作电压： 举例：若选取NMOS 管的过驱动电压为VonN=0.2V ，PMOS 管的过驱动电压为VonP=0.4V ， 则输出电压摆幅为：VDD-VonN-VonP=1.8V-0.2V-0.4V= 1.2V 。则输出最大值为1.4V；输出最小 值为0.2V ，故输出的静态工作点应为： (0.2 1.4) / 2 0.8V 。选择合适的过驱动电压，从而 选择合适的输出静态工作点是非常重要的，这决定输出电压的摆幅。大的输出电压摆幅不容 易使电路输出进入失真状态。 1 copy right @mwy; Email: mwy@cuit.edu.cn 仿真过程 注： 1. 以下过程仅仅是操作指导(示意)，具体实验时要按照课程设计题目要求设置和操作； 2. 若某些操作不清楚，请参考文档“cadence 操作指导”； 3. 若有错误和疑问，请及时联系。 一、在Schematic Editor 界面画电路图 1、注意各个器件的库的选择： ①电源vdd ，地gnd，直流电压源 vdc 和电流源idc，均来自于analogLib; ②NMOS 管、PMOS 管来自于 tsmc18rf 。 2 、各个器件的参数选择 vdd= 1.8V ；vdc=0.8V(NMOS 过驱动 电压的要求) ；idc= 100uA ；NMOS 管和 PMOS 采用nmos2V 和pmos2V 模型， 尺寸默认 (180nm/2um) 。 二、直流(DC)分析 用于模拟电路的某个参数（比如输入信号，温度，器件参数等）发生连续性变化时，电 路输出变化的影响。这里我们进行直流分析的目的是获得合适的NMOS 管尺寸和合适的输 入静态电压，使得满足输出摆幅要求。 1、激励源。 由于为直流分析，因此激励源类型为vdc ，大小为0.7V (直流扫描0~3.3V 中的任意数值 均可) 。 2 、启动ADE(Analog Design Environment) 在电路图编辑窗口(Schematic Editor) ，工具栏中选择Launch-ADE L 便可启动