单级cmos放大电路的设计与仿真课程设计

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1、集成课程设计报告单级CMOS放大电路的设计与仿真院系：材料与光电物理学院专业：微电子学一班姓名：指导教师：唐明华教授报告提交日期：2010年9月目录摘要：1关键词：1Keywords:11.引言22.单级CMOS放大电路的设计52.1CMOS管介绍52.2MOS特性分析52.3单级CMOS放大电路的设计原理63.原理图的绘制以及电路的仿真73.1软件概述73.2原理图的绘制73.3直流工作点的分析：83.4动态性能指标的测试：113.5仿真结果133.6测量结果以及误差分析：134.问题的分析与研究145.心得体会与总结156.致谢

2、16参考文献17附录：18单级CMOS放大电路的设计与仿真摘要：本文对单级CMOS放大电路进行设计和仿真。首先将对CMOS管进行简单介绍和进行特性分析，并对单级CMOS放大电路的设计原理作了简单介绍。然后根据设计要求，通过Pspice软件仿真系统对单级CMOS放大电路进行仿真，包括直流工作点的分析，瞬态分析，傅里叶分析。并对其静态工作点和交流小信号分析做出阐述。从而使我们了解到模拟CMOS集成电路的一般设计方法和思路，以及PSpice软件的一些基本操作和仿真功能。关键词：单级CMOS放大电路，直流工作点分析，瞬态分析，傅里叶分析，P

3、Spice。TheDesignandSimulationofSingle-StageCMOSAmplifierAbstract:ThedesignandsimulationofSingle-stageCMOSamplifierhasbeencarriedoninthispaper.AftersimpleanalysisandintroductionofCMOStransistorandthenthesimpleintroductionofdesignprincipleofsignal-stageCMOSamplifier,somek

4、indsofsimulationincludingDCoperatingpointanalysis,transientanalysis,Fourieranalysishasbeenalsoexecutedunderthedesireofdesign.What'smore,tomakethethoughtofmethodofanalogCMOScircuitandsomeOperationsandsimulationcapabilitiesofPspicewellknown,Quiescentoperatingpointandthee

5、xchangeofsmall-signalanalysisareelaborated.Keywords:single-stageCMOSamplifiercircuit,DCoperatingpointanalysis,transientanalysis,Fourieranalysis,Pspice.201.引言金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的概念来源于J.E.Lilienfeld于1930年申请的专利，这早于双极型晶体管的发明。然而由于制造技术的限制，MOS技术走向实用的时间比较晚，在20世纪60年代初期，早期的

6、几代产品是n型的。20世纪60年代中期发明的互补MOS(CMOS)器件(即同时采用n型和p型晶体管)，引起了半导体工业的一场革命。CMOS技术很快地占领了数字市场，CMOS门只在开关期间消耗功率以及只需很少的元件。这也是它与相应的双极型或GaAs电路相比所具有的两个显著特点。此外，人们很快发现，与其它类型的晶体管相比，MOS器件的尺寸很容易按比例缩小。而且，CMOS电路被证明具有比较低的制造成本。紧接着，CMOS技术应用于模拟电路设计，如下章将介绍的放大电路中[1]。放大现象存在于各种场合，例如，利用放大镜放大微小物体，这是光学中的

7、放大；利用杠杆原理用小力移动物体，这是力学中的放大；利用变压器将低电压变换成高电压，这是电学中的放大。研究它们的共同特点，一是都将原物形状或大小的差异按一定比例放大了，二是放大前后能量守恒，例如，杠杆原理中前后端做功相同，理想变压器的原、副边功率相同等[2]。利用扩音机放大声音，是电子学中的放大，话筒(传感器)将微弱的声音转换成电信号，经放大电路放大成足够强的电信号后，驱动扬声器(执行机构)，使其发出较原来强得多的声音这种放大与上述放大的相同之处是放大的对象均为变化量(差异)，不同之处在于扬声器所获得的能量(或输出功率)远大于话筒送

8、出的能量(或输入功率)。放大电路放大的本质是能量的控制和转换；是在输入信号作用下，通过放大电路将直流电源的能量转换成负载所或得的能量，使负载从电源获得的能量大于信号源所提供的能量。因此，电子电路放大的基本特征是功率放大，即负载上总是获