西电微电子学院数字集成电路上机作业.doc

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1、《数字集成电路》上机实验姓名：***班级：***学号：***第一次实验一、实验目的：掌握HSPICES软件的使用方法，用于分析二极管及CMOS反相器的直流特性，通过改变电源电压及MOS管的宽长比得到一组CMOS反相器的电压传输特性曲线，从而理解CMOS反相器电压传输特性曲线的影响因素和调整方法。二、实验内容：1.由上图所示，令(1)IS=10-14A，T=300K；(2)IS=10-16A，T=300K；(3)IS=10-14A，T=350K，利用SPICE求解VD1、VD2和ID。【仿真代码】.TITLEamplif

2、ierSHU.LIB'D:Digitallibcsmc06.LIB'TT.TEMPtemvalueR1122kR2342kD123DMODD240DMOD.MODELDMODDIs=isvalue.PARAMtemvalue=27isvalue=1E-14V110DC2.5.OP.ALTER.PARAMtemvalue=27isvalue=1E-16.ALTER.PARAMtemvalue=77isvalue=1E-14.OPIONSLISTNODEPOST=2.END【结果】【分析】VD1=525.4463mv

3、、VD2=525.4463mv和ID=362.2768uA2.(1)由下图所示，令Vin从0V变化到2.5V，步长为0.5V，利用SPICE求M1管电流变化的曲线，判断管子的工作状态；当M1的尺寸变化为W/L=4u/1u时，求IM1，并解释两条曲线存在误差的原因。【仿真代码】.TITLEamplifierSHU.LIB'D:Digitallibmix025_1.lib'TT.PARAMdd=2.5Vdd10DCddVin20DCM_M10211pchL=1UW=4U.DCVin02.50.5.PRINTI(2).

4、OP.OPTIONNODELISTPOST.END.TITLEamplifierSHU.LIB'D:Digitallibmix025_1.lib'TT.PARAMdd=2.5Vdd10DCddVin20DCM_M10211pchL=0.25UW=1U.DCVin02.50.5.PRINTI(2).OP.OPTIONNODELISTPOST.END【结果】【分析】在1.5V之前是工作在线性区，1.5-2V之间是可变电阻区，2V以后工作在饱和区。(2)如上图所示，取一组Vin值（0，0.5，1，1.5，2，2.5），

5、令VDD从0V变化到2.5V，步长为0.5V，利用SPICE求M1管的I-V特性曲线。【仿真代码】.TITLEamplifierSHU.LIB'D:Digitallibmix025_1.lib'TT.PARAMdd=2.5Vdd10DCddVin20DCM_M10211pchL=0.25UW=12U.DCVin02.50.5sweepVdd02.50.5.PRINTI(2).OP.OPTIONNODELISTPOST.END【结果】【分析】当加上不同的栅电压时，会造成沟道的宽度不一样，源漏电压一定时，沟道电流的大

6、小不一样。栅电压越大，电流越大。一、实验步骤：1、对照电路编写网表2、运行HSPICEa.点击OPEN键，加载编写好的网表；b.点击SIMULATE键，进行仿真；c.点击EDITLL键，查个输出结果；若发现有错误，点击EDITNL键修改网表，保存后继续b步操作；d.点击AVANWAVES，打开图形化窗口察看各种输入输出波形。第二次实验一、实验内容：3.(1)求上述反相器的电压转换曲线，根据其特性曲线找出电路临界电压值Vckt（Vckt=Vin=Vout）；（.dcvin00.250.25）【仿真代码】.TITLEamp

7、lifierSHU.LIB'D:Digitallibmix025_1.lib'TT.PARAMdd=2.5Vdd10DCddVin20DCVsb04DCM_Mp3211pchL=0.25UW=1.25UM_Mn3204nchL=0.25UW=0.375U.DCVin02.50.01.PRINTDCV(Vin)V(Vout).OP.OPTIONNODELISTPOST.END【结果】【分析】根据其特性曲线找出电路临界电压值Vckt为1.26V(2)若想得到Vckt=Vdd/2的电路临界值，那么PMOS及NMOS的栅

8、极宽度比值应该是多少？(扫描wn或wp，根据模型提供的宽长比范围选择扫描范围。wn(0.35u~0.4u,0.001u)，wp(1.2u~1.21u,0.001u)，范围越小，线性度越好。Vinvin0DC1.25.dcwp1.2u1.21u0.001u）【仿真代码】.OPTIONPOSTNODELIST.LIB'E:Digit