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时间:2020-03-02
《2015年北邮模拟集成电路实验报告.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、模拟集成电路设计实验报告学院:电子工程学院姓名:学号:班级:2015年01月08日实验一共源级放大器性能分析一、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customdesigner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
2、曲线。三、实验结果1、电路电阻为10k2、参数值3、幅度与相位曲线4、电路电阻为1k5、幅频特性曲线四、实验结果分析实验结果:输入交流电源电压为1V,所得增益为12.91dB。由仿真结果有:gm=496u,R=10k,所以增益Av=496*10/1000=4.96换算成dB则为:20lg(4.96)=13.91dB经比较可知,实际增益小于理论增益。R=1k时理论值为8dB实际为7.96dB基本符合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
3、其他参数。三、实验内容1、电压放大倍数大于20dB,尽量增大GBW,设计差分放大器;2、对所设计电路调试;3、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。四、实验结果1、调节MOS管宽长比和电阻大小,得到对应放大倍数,填入表格:(表中数据单位dB,R单位:Ω)W/LR11530456020kX16.4dB845M17.3dB424M17.8dB282M18dB213M30kX19.8dB556M20.8dB280M21.2dB184M21.4dB140M40kX22.2dB417M23.1dB211M23.6dB136M23.8dB104M选择W/L
4、=15,R=40k作为结果数据。W/L增大时,带宽会下降。为保证带宽,不能单纯通过改变宽长比增大增益,可同时适当改变R值达到目的。2、电路图3、幅频特性曲线五、思考题根据计算公式,为什么不能直接增大R实现放大倍数的增大?答:首先,当增大R的时候会增大电路的功耗,在设计电路时功耗与增益互相制约,应选取合适的值,而不是一味牺牲功耗换取增益。更主要的是,当R增大时,R两端电压VR=R*ID也会增大,而Vout=漏极电压VD=VDD–VR所以VR增大又会使Vout减小,从而抑制增益,所以不能直接增大R实现放大倍数的增大。六、选做实验使用二极管代替电阻做负载,实现10dB增益
5、。幅频特性曲线如下图,电路的增益达到10dB。实验三电流源负载差分放大器设计一、实验目的1、掌握电流源负载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、设计差分放大器,电压放大倍数大于30dB;2、对所涉及的电路进行设计、调试;3、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。三、实验结果1、记录在调试电路过程中,不同电路元件参数时电路的放大倍数(表中数据单位:dB)W/L(NMOS)W/L(PMOS)4005006007006036.036.637.137.57036.737.437.938.28037.037.
6、738.138.5选择W/L(NMOS)=700,W/L(PMOS)=80数据作为结果:由结果曲线可知,此放大器的使用频率范围需要严格控制,当f增大到一定值时,增益下降速率很快。2、电路图3、幅频特性曲线4、根据自己最终实验设计参数的选取,讨论电源电压的设置电源电压的设计需要合适的范围,既不能太小,也不能太大。过小会使得场效应管不能进入到饱和区,过大会使得此放大器的输出摆幅过小,我们将电源电压设置为5V,满足实验要求,得到38.5dB的增益。实验五共源共栅电流镜设计一、实验目的熟悉软件使用,了解Cadence软件的设计过程。掌握电流镜的相关知识和技术,设计集成电路实
7、现所给要求。二、实验要求1.电流1:12.输出电压最小值为0.5V3,输出电流变化范围5-100uA三、实验内容确定(W/L)1、(W/L)2为了计算设计变量,我们有必要了解电路MOSFET的工作状态,为了使输出端最小工作电压小于0.5V,令:MN3管工作于临界饱和区(即:=0.5V),而MN1、MN2管随着输入电流从5UA变到100UA的过程中先工作在过饱和区最终工作在临界饱和区,同时令:当MN1、MN2工作在临界饱和区时。(其中,为什么可以成立,其实也可以采用别的设计方案,比如:在=100UA且时,令MN2、MN3同时工作在临界饱和区,则:,为了使版图面积最
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