ms电流镜设计.doc

一、实验口的 1、 学」电路屮管了尺寸的设汁和偏置电乐的选择 2、 熟悉电流镜精度，共源共栅结构输出附抗等共源共栅电流源的特性 3、 管子随外加电压饱和线性变化等理解。 二、 实验器材 实验软件:Hspice 实验工艺：2. 5V 0. 25um M0S工艺模型 三、 实验内容 P 按上图连好电路，其中VDD=2.5V, IREF=10uA, M1M4的尺寸自定，Vb根据所选管子 尺寸和IREF的值自己选定(注VbVDD),其中(W/L)l= (W/L)2=(w/L)4。把所选的尺寸 和电路图画在实验报告上,并标出当Vtest=2.5V时，Ioutl和Iout2的值。 Vtest从0V变到2.5V,观察两个输!li支路的输;li阻抗的变化，仿真!li结果曲线，画 出曲线图。 Vtest从0V变到2. 5V,观察两个输出支路的输出电流的变化，仿真出结果曲线，画 出曲线图。 画出Vtest从2. 5V变到0V , VY的变化曲线，观察M3、M2进入线性区的先后。 实验仿真波形及原理分析 设计思路： 由电路图可以看出,Ml, M2, M4构成电流镜结构。Ml的电流镜像到M2、M4。将M1,M2,M4 宽长比没a为相等的值吋，由于公式： Iref =^Cox[^\(YGS} -VW1)2(1 + AVX) 以及 以及 out 1可得:ref out 1 可得: ref (w/l)2 \ + avy (W/L), 1 + AVX = \U^Cox\~T \ (VGS2 -VTH2)2(i + ^VY) oui i z 、￡z y 2 out 2 2 n ar I L= -u..cJ- \(VC；52-V out 2 2 n ar I L w实验中设： w 实验中设：(—)^4 w 5, L,^4 = 0.3/zm , W卜4 = 1.5/zm 当^/ , (一)「确定时，也就确定丫，观察」is文件，得Vx?600mv L 估算％吋，先忽略沟道调制作用，I()litl = 10/M = -w..c」二 I {vh-vy-vTH2Y Vr =VX = 0.6V 代入数据，求得 V? = V? = 实验发现当％=9.7/M, %过小，经过多次调节Vb的值，敁终Vb=1.35V 使电路满足课题要求，Iollt] = 10/M 本实验屮运川的模型参数如卜*: Toxn=5.8e-9, dxl=0, dvthn=0, dvthp=0, LMIN=2.4E-07, LMAX=5.0E-07-dxl VTN=0. 4312336+dvthn, U0n=0 T0X=toxn, VTP=dvthp-0. 6236538 U0p=0.0136443 设计完成满足要求的Hspice实验网表如下: *mirror.sp .param vb=l.35v wl=l.5E-6 w2=l.5E-6 a=l |VTEST P 0 +2+00 VI VBB 0 vb VDD NET3 0 2.5 IREF NET3 X DC=10E-6 M3 P VBB Y 0 NMOS L=300E-9 W=wl M=1 M4 P X 0 0 NMOS L=300E-9 W=w2 M=a Ml X X 0 0 NMOS L=300E-9 W=w2 M=a M2 Y X 0 0 NMOS L=300E-9 W=w2 M=a .include emos.lib * END OF NETLIST .DC VTEST 0.00001 2. 50000 1.000000E-02 .TEMP 25.0000 .OP .OPTION node list post .probe I(M3) I(M4) .END 仿真后lis文件： subckt element 0 : m3 0 :m4 0 :ml 0 :m2 model 0 : nmos 0 : nmos 0:nmos 0:nmos region Saturati Saturati Saturati Saturati id 10.0523u 14.5551U 10.0000U 10.0523U ibs -212.9300a -1.122e-19 -7.706e-20 -7.747e-20 ibd -212.9300a -212.9300a -212.9300a -212.9300a vgs 721.8616m 610.1507m 610.1507m 610.1507m vds 1.8719 2.5000 610.1507m 628.1384m vbs -628.1384m 0. 0. 0. vth 635.1007m 500.4276m 500.9986m 500.9932m 由此可看出所有管了都工作在饱和区。