实 验 报 告
课程名称: 集成电路原理 实验名称: CMOS模拟集成电路设计与仿真 小组成员: 实验地点: 科技实验大楼606 实验时间: 2017年6月12日
2017年6月12日
微电子与固体电子学院
一、实验名称:CMOS模拟集成电路设计与仿真 二、实验学时:4 三、实验原理
1、转换速率(SR):也称压摆率,单位是V/μs。运放接成闭环条件下,将一个阶跃信号输入到运放的输入端,从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
2、开环增益:当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益称为开环增益。 3、增益带宽积:放大器带宽和带宽增益的乘积,即运放增益下降为1时所对应的频率。
4、相位裕度:使得增益降为1时对应的频率点的相位与-180相位的差值。 5、输入共模范围:在差分放大电路中,二个输入端所加的是大小相等,极性相同的输入信号叫共模信号,此信号的范围叫共模输入信号范围。
6、输出电压摆幅:一般指输出电压最大值和最小值的差。
图 1两级共源CMOS运放电路图
实验所用原理图如图1所示。图中有多个电流镜结构,M1、M2构成源耦合对,做差分输入;M3、M4构成电流镜做M1、M2的有源负载;M5、M8构成电流镜提供恒流源;M8、M9为偏置电路提供偏置。M6、M7为二级放大电路,Cc为引入的米勒补偿电容。
其中主要技术指标与电路的电气参数及几何尺寸的关系: 转换速率:SR=??5
??
??
第一级增益:????1=???第二级增益:????2=???单位增益带宽:GB=输出级极点:??2=?零点:??1=
????6????
????2
????2+??????4
=???=???
2????1
5(??2+??3)2????6
6(??6+??7)
????6
????6+??????7
????2????
????6????
??5??3
正CMR:??????,??????=???????√
??
1
?|?????3|(??????)+?????1,??????
负CMR:??????,??????=√??5+??????5,饱和+?????1,??????+?????? 饱和电压:??????,饱和=√
2????????
功耗:??????????=(??8+??5+??7)(??????+??????)
四、实验目的
本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置,为IC设计性实验。其目的在于:
? 根据实验任务要求,综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计,掌握基本的IC设计技巧。
? 学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法,并进行电路的模拟仿真。
五、实验内容
1、根据设计指标要求,针对CMOS两级共源运放结构,分析计算各器件尺寸。 2、电路的仿真与分析,重点进行直流工作点、交流AC和瞬态Trans分析,能熟练掌握各种分析的参数设置方法与仿真结果的查看方法。