模电设计-电流镜负载的差分放大器.doc

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1、模拟集成电路课程设计报告电流镜负载的差分放大器摘要:差分放大器是最重要的电路发明之一，它可以追溯到真空管时代。有于差动放大具有很多有用的特性，像对差模输入信号的放大作用和对共模输入信号的抑制作用，所以它已经成为当代高性能模拟电路和混合信号电路的主要选择。电流源在差分放大器中广泛应用，电流源起一个大电阻的作用，但不消耗过多的电压余度。在模拟电路中，电流源的设计是基于对基准电流的“复制”，稳定的基准电流则由一个相对复杂的电路来产生。在电流镜中，只需调整MOS管的W/L就能获得不同的、精确的复制电流。在本课程

2、设计中，将根据典型电流镜负载差动对中，增益、带宽与MOS管W/L之间的关系，获得满足要求的放大器。一.设计目标-1-二．单个MOS管的的特性-2-2.1、NMOS特性仿真-2-2.2、PMOS特性仿真-4-三．电路设计与参数推导-6-3.1电路设计：-6-3.2手工推导参数-7-四．差分放大器仿真-9-4.1、HSPICE仿真：-9-4.2、器件参数修改-10-4.3仿真波形-11-4.2、共模电平的范围：-13-4.3数据对比-16-五.总结-17-一.设计目标设计一款差分放大器，要求满足性能指标：l

3、负载电容ll对管的m取4的倍数l低频开环增益>100lGBW(增益带宽积)>30MHzl输入共模范围>3Vl功耗、面积尽量小参考电路图：二．单个MOS管的的特性MOS管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)你场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。2.1

4、、NMOS特性仿真电路图如下：HSPICE仿真:*ProjectNMOS*InnovedaWirelistCreatedwithVersion6.3.5*Inifile:*Options:-h-d-n-m-z-x-c6*Levels:*.prot.lib'D:ePD5model5modelh05hvcddtt09v01.lib'tt.lib'D:ePD5model5modelh05hvcddtt09v01.lib'res.lib'D:ePD5model5modelh0

5、5hvcddtt09v01.lib'cap.unprotM1I1VDVB00NVNL=1UW=10UM=1VBSVB01VDSVD05*DICTIONARY1*GND=0.optionspostlist.dcVDS050.1.op.printi1(M1I1).END仿真波形：仿真得出的数据：subcktelement0:m1i1model0:nvnregionSaturatiid18.6184uibs-4.227e-22ibd-23.6496avgs1.0000vds5.0000vbs0.vth830.

6、1150mvdsat125.6460mvod169.8850mbeta1.4749mgameff894.5056mgm192.1882ugds1.2418ugmb72.1958ucdtot12.5800fcgtot24.0149fcstot31.6174fcbtot34.8211fcgs18.4311fcgd2.8784f参数计算：由仿真结果可以算出：=0.0352.2、PMOS特性仿真电路图如下：HSPICE仿真：*ProjectPMOS*InnovedaWirelistCreatedwithVers

7、ion6.3.5*Inifile:*Options:-h-d-n-m-z-x-c6*Levels:*.prot.lib'D:ePD5model5modelh05hvcddtt09v01.lib'tt.lib'D:ePD5model5modelh05hvcddtt09v01.lib'res.lib'D:ePD5model5modelh05hvcddtt09v01.lib'cap.unprotM1I1VDSVGSVDDVDDNVPL=1UW=10UM=1V1I2VGS04

8、V1I3VDS05V1I4VDD05*DICTIONARY1*GND=0.optionspostlist.dcV1I3050.1*V1I23.550.1.op.printi1(M1I1).END仿真得出的数据：subcktelement0:m1i1model0:nvpregionLinearid0.ibs0.ibd0.vgs-1.0000vds0.vbs0.vth-899.3391mvdsat-136.0660mvod-100.6609mb