西工大cmos实验报告三

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1、实验课3源跟随器、共栅极、共源共栅放大器分析1、采用NMOS设计源跟随器，其负载为20k的电阻。电源电压3.3Vo(没有特别说明时源衬短接)(1)NM0S尺寸(W/L)=50u/0.5u,对输入执行DC扫描，观察输入输岀的跟随特性，指出跟随特性较好的输入电压范围。计算并仿真输入输出电压平移大概为多少？(2)将衬底接地，重新执行(1)的分析，其结果有何不同？为什么会有这种变化？(3)NM0S衬底接地，对所设计源跟随器进行OP,DC,AC,TRA?(分析仿真，并对仿真结果进行简要描述。解：设计的源跟随器如下图所示：——VDDVin——

2、M1

3、三RS图I」源跟随器(1)设计好各参数对输入执行DC扫描，可得仿真波形如下所示:由图分析可得：跟随特性较好的输入电压范围为0.7V-4V,电平位移大概为0.78V左右。（2）将衬底接地，对输入重新执行DC扫描，可得仿真波形如下所示:.2012303527I1'I'I'I'I'I'I'I1I'I'r0500m11.522.533.544.55VoltageXQin)(VOLTS)由仿真结果可以看出，当把衬底接地，即考虑体效应（＞0）时，此时输出对输入的跟随特性变差了，分析如下：由式+儿Cox乡（匕-冷-匕丿心=%，可知心随吟H的变化而变化，又式VT

4、U=%〃0+7（J20；・+匕〃

5、-J2如）,可知VTll随Vsb的变化而变化，而由源跟随器结构可知f=匕『匕uJ，IQT，则％就导致输岀电压匕U*，通过以上分析可知输入输出跟随特性变差。⑶将NMOS衬底接地，对设计源跟随器进行OP,DC,AC,TRAN分析仿真,得到的仿真结果分别如下所示：①OP,DC分析的仿真图如下:■XdVolt

6、J/*9ft•fI1••8.65e-005,delta=-O.002430.00283,delta=-3.161\.20123035273・-1.6m2・•1.2m•800u500m・0・-2.4m•1.4m•600u•400u•200u-0VoltageXQin)(VOLTS)23由仿真图可知，取静态工作点为：输出电压为1.5V时，对应的输入屯压为2.55V；由输出曲线可得出，饱和区范围约为0.7V—4.47Vo②设AC分析时交流信号的直流偏置为2.55V,执行AC分析仿真如下:.2012303527•Mt1.1itDOacO:vdb(oui

7、IDOacO:pp(out：Frequency=l.35«+006,delta=O-179一・・1—.•M60Td

8、L)=5u/0.5u,Vb=1.0V,通过DC和OP分析确定直流工作点。分别通过AC和TRAN分析得到此共栅极的增益，并与手工计算结果相比较。图2.1共栅极电路(2)共源级电路各种参数与上同，这里％是直流为LOV交流为5诃的止弦小信号，仿真得到其增益并与共栅极增益相比较，对比较结果进行分析。图2.2共源极电路(3)手工计算共栅极的输入阻抗，并与仿真结果相比较。解：(1)①对共栅极电路执行OP、DC分析，得到仿真图如下:由仿真图观察输入偏置电压，可知饱和区范围为：0V—0.245V,可取静态工作点为：输入电压为0V时，对应的输出电压为1.29Vo②

9、设AC分析时交流信号的直流偏置为0V,对共栅极电路执行AC分析仿真如T：•2012303527Frtqutncy=2.18*006,dtlt<=0DO:acO:vdb(out刁■DO:QcO：pp(out：20.爲ihdlgO■/0200x400x600x800xlgFrequencyCLin)(HERTZ)由AC仿真图可得出：低频增益数为23.05dBo③设输入正弦信号，幅值5収，直流偏置为0V,频率lKHz,执行TRAN分析的仿真如下：■.2012303527WaveList11111111.36-1.34-1.32・11111111DOtr

10、O:v(out)二Jr1T111111Ia111111T1111111ri11IiiI-I111I111I1I1

11、I1111111Ii1