模拟集成电路设计.docx

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1、一电路原理模拟电路广泛地包含电压基准和电流基准，这种基准是直流量，与电源盒工艺参数的关系很小，但与温度的关系式确定的。在本章中，我们讨论在coms技术中基准产生的设计，着重于公认的带隙技术。首先我们研究与电源无关的偏执电路和启动问题。接着，阐述与温度无关的基准，研究诸如失调电压的影响等问题。最后，我们给出常数偏置电路。带隙基准利用得到的正负温度西数的电压，我们现在可以设计出一个令人呢满意的零温度系数的基准。我们有，这里是两个工作在不同电流密度下的双极性晶体管的基极和发射极电压之差，我们如何选择呢，因为在室温下，然而，所以我们可以令，选择，使得，也就是，表明零温度系数的基准为现在

2、让我们来设计一个完成和想家的电路，首先，如图，假设基极电流可以忽略，晶体管是由n个并列的晶体管单元组成，而是一个晶体管单元。假设我们用某种方法强制相等，那么，即，就可以作为与温度无关的基准。上述电路需要作两处修改，首先，假如一种电路，保证，其次，适当增大项。这里，放大器以为输入，驱动和的上端，使得店和店稳定在近似相等的电压。基准电压可以再放大器输出端。格局对图的分析，我们有，得到流过右边之路的电流为，一次输出电压为。为了而得到零温度洗漱，必须使。考虑到与CMOS工艺的兼容性，我们用pnp晶体管实现图中的电路。带隙基准根据式子产生的电压被称为带隙基准，我们将输出电压写为因此得到，

3、将此式子置为零，并用代替，我们有，如果由此式子得到，我们得到，这样额定零温度系数的电压基准就由一些基本数字给出，硅的带隙基准，迁移率的温度指数m,和热电势，因为，当T趋于零时，所以这里使用带隙这个术语。电源影响和启动问题在电路中，只要运放的开环增益足够高，输出电压就相对独立于电源电压，但是，如果和均等于零，运放的输入差动就可能会关断，所以电路可能要启动机制，我们可以增加与图所示的相似的启动技术，以保证运放在上电时能正常工作。由于运放的抑制作用，电路的电源抑制特性一般在高频时会降低，经常要求“电源调节”。二仿真过程一、编辑电路图（schematic）进入~/chl/chenhai

4、long/ic/spice_labs$目录，启动cadence的设计环境平台，在命令行提示符($)下执行，$icfb&建立一个设计库，tools->librarymanager，File->New->Library,即建立了设计库chl(陈海龙的拼音首字母)，在设计库中建立amp2,然后在cellview里面建立schematic。出现电路图的编辑界面后，插入元器件，选择analoglib库中的的nmos4、pmos4、res、cap等器件，形成下面的电路图，当然这其中包含做放大器和偏置电路的symbol，Design->CreateCellview->FromCellview

5、，在弹出的界面，按ok后出现symbolGenerationoptions，选择端口排放顺序和外观，然后按ok出现symbol编辑界面。按照需要编辑成想要的符号外观。二仿真环境设定（ADE）在schematic编辑界面，选择Tools->AnalogEnvironment，出现VirtuosoAnalogDesignEnvironment(ADE)，在ADE中，设置仿真器、仿真数据存放路径和工艺库，具体地，setup->Simulator/Directory/Host…中选择simulator为spectre，projectDirectory改为./simulation。Set

6、up->ModelLibraries中ModelLibraryFile找到sm-1j.scs文件填入，section部分填typical和bjt，如下图，按add，然后ok。三调试和运行四电路分析采用运算放大器，同时对其中的运算放大器的特性也进行仿真，得到如开环增益的幅频和相频响应等主要特性。下图为几个测试点的电压，用于确认放大器在单位增益结构中，传输曲线的线性受到ICMR的限制。若采用高增益结构，传输曲线的线性部分与输出电压摆幅一致，下图为反相增益较高的结构可用来测试输出CMR。如图所示为运算放大器的输入CMR仿真瞬态结果如下（瞬态电压幅值为50mV，频率为1K），从图中可以

7、看出输出低电平不能达到0下图为带隙基准电路的温度特性和PSR特性。可以发现，基准电压为1.22580v。三版图设计在集成电路设计完成之后，开始进行IC的版图，以便进行制版，完成工艺流片。版图设计规则是一套图形的设计规则的组合，是联系集成电路工业制造厂家（foundry）和集成电路设计者的桥梁。一IC版图绘制首先确保执行目录下有display.drf文件。进入~lab1/chl/chenhailong/ic/lay_out启动目录，启动cadence设计平台，在命令提示符下执行操作icfb&,