反相器设计 candence
Experiment one: inverter design
●The purpose of the experiment
1、Learning and mastering the cadence graphical input and simulation method;
2、master the principle and design method of basic inverter;
3、master inverter voltage transmission characteristic curve of VTC test method
●Experimental content
This experiment is mainly using cadence software to design a basic inverter, and the simulation tool analog artist (spectre) to test the inverter voltage transfer characteristic curve, and rendering and inverter layout verification
●Experimental procedure
1.The inverter principle drawing in the cadence environment as
shown in the figure.
2.Simulation of the voltage transfer characteristic curve of INV
3.In the figure chosen to connect the input and output of the inverter wire simulation
4.simulation result
5.Output waveform
6.Draw a CMOS inverter. Painting layout should be strictly following the
design rules (tsmc0.25rule.pdf), that is, to meet the minimum spacing, minimum bounding, minimum extension, minimum width, etc.. The drawing process of inverter layout
7.DRC（design rule check）Design rule check
Experimental summary
Through the experiment, I learned how to use the cadence design of inverter circuit, and simulation, and also learn the drawing and inverter layout verification, make me have a more profound understanding of the circuit simulation. These experiences will benefit me in my study and work in the future.
CMOS反相器电路版图设计与仿真
CMOS反相器电路版图设计与仿真 姓名：邓翔 学号：1007010033 导师：马奎 本组成员：邓翔石贵超王大鹏
CMOS反相器电路版图设计与仿真 摘要：本文是基于老师的指导下，对cadence软件的熟悉与使用，进行CMOS反相器的电路设计和电路的仿真以及版图设计与版图验证仿真。 关键字：CMOS反相器；版图设计。 Abstract:This article is based on the teacher's guidance, familiar with cadence software and use, for CMOS inverter circuit design and circuit simulation and landscape and the landscape design of the simulation. Key word:CMOS inverter;Landscape design. 一引言 20世纪70年代后期以来，一个以计算机辅助设计技术为代表的新的技术改革浪潮席卷了全世界，它不仅促进了计算机本身性能的进步和更新换代，而且几乎影响到全部技术领域，冲击着传统的工作模式。以计算机辅助设计这种高技术为代表的先进技术已经、并将进一步给人类带来巨大的影响和利益。计算机辅助设计技术的水平成了衡量一个国家产业技术水平的重要标志。 计算机辅助设计（Computer Aided Design，CAD）是利用计算机强有力的计算功能和高效率的图形处理能力，辅助知识劳动者进行工程和产品的设计与分析，以达到理想的目的或取得创新成果的一种技术。它是综合了计算机科学与工程设计方法的最新发展而形成的一门新兴学科。计算机辅助设计技术的发展是与计算机软件、硬件技术的发展和完善，与工程设计方法的革新紧密相关的。采用计算机辅助设计已是现代工程设计的迫切需要。 电子技术的发展使计算机辅助设计(CAD)技术成为电路设计不可或缺的有力工具。国内外电子线路CAD软件的相继推出与版本更新，是CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域，如电路图和版图的绘制、模拟电路仿
CMOS反相器设计
集成电路设计基础 论文题目：CMOS反相器 学院：信息科学与工程学院专业：集成电路工程 姓名：杨丹 学号：1211082132
CMOS 反相器电路设计及其版图仿真 姓名：杨丹 学号：1211082132 摘要： CMOS 技术自身的巨大发展潜力是IC 高速持续发展的基础。集成电路制造水平 发展到深亚微米工艺阶段，CMOS 的低功耗、高速度和高集成度得到了充分的体现。本文主要简单的介绍CMOS 反相器电路的基本理论，以及基于Cadence 的CMOS 反相器的电路仿真和版图设计。 关键词：CMOS 、反相器、Cadence 、版图 Abstract: CMOS is the basis for high speed and sustainable development of IC, which own huge development potential. Integrated circuit manufacturing level to the development of deep sub-micron technology, the low power, high speed and high integration of CMOS has been fully embodied. This paper mainly introduces the basic theory of CMOS inverter circuit. And the CMOS inverter circuit simulation and layout design that based on the Cadence. Key Word: CMOS 、inverter circuit 、Cadence 、layout 一、引言 反相器是确实是所有数字设计的核心。一旦清楚理解了它的工作和性质，设计诸如逻辑门、加法器、乘法器和微处理器等比较复杂的结构就大大地简化了。这些复杂电路的电气特性几乎完全可以由反相器中得到结果推断出来。反相器的分析可以延伸来解释比较复杂的门（如NAND 、NOR 或XOR ）的特性，她们又可以形成建筑块来构成如乘法器和处理器这样的模块。 本论文将集中讨论反相器的工作原理和几种重要特性，并对反相器的设计作出相关的分析。 二、工作原理 1. CMOS 反相器电路 图1显示了一个CMOS 反相器的电路图，它由两只增强型MOSFET 组成，其中T N 为N 沟道结构，T P 为P 沟道结构。两只MOS 管的栅极连在一起作为输入端；漏极连在一起作为输出端。按照图1标明的电压与电流方向，I v =GSN v ,O v =DSN v ,并设DN i =DP i =D i 。为了能使电路正常工作，要求电源电压DD V 大于两只MOS 管的开启电压的绝对值之和，即DD V >（TN V +TP V ）。
数字功放原理
数字功放原理 数字功放也称D类功放，与模拟功放的主要差别在于功放管的工作状态。传统模拟放大器有甲类、乙类和甲乙类、丙类等。一般的小信号放大都是甲类功放，即A类，放大器件需要偏置，放大输出的幅度不能超出偏置范围，所以，能量转换效率很低，理论效率最高才25% 。乙类放大，也称B类放大不需要偏置，靠信号本身来导通放大管，理想效率高达78.5%。但因为这样的放大，小信号时失真严重，实际电路都要略加一点偏置，形成甲乙类功放，这么一来效率也就随之下降，虽然高频发射电路中还有一种丙类，即C类放大，效率可以更高，但电路复杂、音质差，音频放大中一般都不用，这几种模拟放大电路的共同的特点是晶体管都有工作在线性放大区域中，它按照输入音频信号大小控制输出的大小，就像串在电源与输出间的一只可变电阻，控制输出，但同时自身也在消耗电能。 数字功放的功放管工作在开关状态，理论状态晶体管导通时内阻为零，两端没有电压，当然没有功率消耗；而截止时，内阻无穷大，电流又为零，也不消耗。所以作为控制元件的晶体管本身不消耗功率，电源的利用率就特别高。 图1是数字D类功放的工作原理框图。D类功放处理的是经脉宽调制（PWM）的音频数字信号，声音信息埋藏在脉冲的占空比或脉冲密度中。 图示是音频信号的一种PWM调制方法，最为直观；较多采用的是以脉冲密度来表示信号大小的，脉冲密度大的地方，表示电压高；稀的地方，电压就低。双向信号可用其它方式调制，如占空比50%，即脉冲
宽度与间隔宽度1：1，表示信号幅值为零；占空比大于50% ，幅度为正，这时数值越大，正幅度越高；占空比小于50%，幅度为负，越小越负。因为这种信号并不需要与外接设备直接相连，也就不需要格式完全统一，各厂可按自行研发的最佳方案调制。 音频PWM编码可以从两种途径获得，一是对模拟音频信号进行模数变换直接生成PWM数字音频。二是对其它编码的数字音频，如CD的PCM编码，通过数字信号处理技术变换成PWM码。获得后用此信号去控制大电流的开关型功率MOSFET由功率管输出一个大能量的PWM码。输出电压的大小由电源电压高低决定，输出的电流由负载扬声器的阻抗和电路形式决定。功率管工作在开关状态，只要开关特性好，线性要求几乎没有，制造成本比音响对管低，工业控制上这类MOSFET已用得很普遍，取材方便。由于开关管导通时的饱和压降和截止时的漏电流也会损失一些电能，但总效率仍有百分之九十几，为各类放大电路效率之冠。 开关晶体输出的是脉宽调制波形，要成为可听的模拟音频信号，还需经过一路带宽为20KHz的低通滤波器，滤去脉冲波形中的高频成分，见图3，一般说来功放的输出电压对选取电容的耐压不成问题，只是电感最大允许电流要设计正确。
用分立元件设计制作互补对称式功率放大器
用分立元件设计制作互补对称式功率放大器 2008-08-18 13:49:31 作者：未知来源：中国电子网 关键字：功率放大器运放达林顿管恒流源工作电流稳压管差动放大器电压放大集电极元件 一、功率放大器基本电路特点 互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。其中：C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路，要求R3C2＞1/10、（R3＋R4）Ic1＝E/2－1.2，因R4 是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。 R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。 BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic1/400＝5μA、β＝100～200，所以应选用小功率低噪声三极管。BG2和BG3是互补电流放大极，分别与BG4、BG5构成复合管对输出电流进行放大，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic2/100＝30μA、β＝100～200。在BG4、BG5使用普通大功率三级管而不是内部已经做成复合式大功率三级管的情况下，BG2与BG3需要提供给后级大功率三级管超过100mA的峰值驱动电流，因此应使用中功率三级管。BG4和BG5是负责放大输出电流的大功率管，静态工作电流可取在10mA～30mA，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic4/100＝0.1mA、β＝50～100。BG4和BG5的最大极限电流Imax应该比输出电流最大幅值大1倍，方能保证输出电流最大幅值时β＞10。 R6和R7分别是BG4和BG5静态工作点调整分流电阻，动态工作时的分流作用可以忽略不计。在Ube4和Ube5都等于0.6V标准参数时，由互补电流放大级的静态工作电流
电路原理图设计说明
电路原理图设计 原理图设计是电路设计的基础，只有在设计好原理图的基础上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。本章详细介绍了如何设计电路原理图、编辑修改原理图。通过本章 的学习，掌握原理图设计的过程和技巧。 3.1 电路原理图设计流程 原理图的设计流程如图3-1 所示 . 。 图3-1 原理图设计流程 原理图具体设计步骤： （1 ）新建原理图文件。在进人SCH 设计系统之前，首先要构思好原理图，即必须知道所设计的项目需要哪些电路来完成，然后用Protel DXP 来画出电路原理图。
（2 ）设置工作环境。根据实际电路的复杂程度来设置图纸的大小。在电路设计的整个过程中，图纸的大小都可以不断地调整，设置合适的图纸大小是完成原理图设计的第一步。 （3 ）放置元件。从元件库中选取元件，布置到图纸的合适位置，并对元件的名称、封装进行定义和设定，根据元件之间的走线等联系对元件在工作平面上的位置进行调整和修改使得原理图美观而且易懂。 （4 ）原理图的布线。根据实际电路的需要，利用SCH 提供的各种工具、指令进行布线，将工作平面上的器件用具有电气意义的导线、符号连接起来，构成一幅完整的电路原理图。 （5 ）建立网络表。完成上面的步骤以后，可以看到一张完整的电路原理图了，但是要完成电路板的设计，就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路原理图之间的重要纽带。 （6 ）原理图的电气检查。当完成原理图布线后，需要设置项目选项来编译当前项目，利用Protel DXP 提供的错误检查报告修改原理图。 （7 ）编译和调整。如果原理图已通过电气检查，那么原理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言，尤其是较大的项目，通常需要对电路的多次修改才能够通过电气检查。 （8 ）存盘和报表输出：Protel DXP 提供了利用各种报表工具生成的报表（如网络表、元件清单等），同时可以对设计好的原理图和各种报表进行存盘和输出打印，为印刷板电路的设计做好准备。 3.2 原理图的设计方法和步骤 为了更直观地说明电路原理图的设计方法和步骤，下面就以图3 －2 所示的简单555 定时器电路图为例，介绍电路原理图的设计方法和步骤。
反相器的设计与仿真
0.18umCMOS反相器的设计与仿真 2016311030103 吴昊 一.实验目的 在SMIC 0.18um CMOS mix-signal环境下设计一个反相器， 使其tpHL二tpLH,并且tp越小越好。利用这个反相器驱动2pf电容, 观察tp。以这个反相器为最小单元，驱动6pf电容，总延迟越小越好。制作版图，后仿真，提取参数。 二.实验原理 1?反相器特性 1、输出高低电平为VDD和GND电压摆幅等于电源电压； 2、逻辑电平与器件尺寸无关； 3、稳态是总存在输出到电源或者地通路； 4、输入阻抗高； 5、稳态时电源和地没通路； 2?开关阈值电压Vm和噪声容限 Vm的值取决于kp/kn L " W k = - 所以P管和N管的宽长比值不同，Vm的值不同。增加P管宽度使Vm移向Vdd，增加N管宽度使Vm移向GNB 当Vm=1/2Vdd时, 得到最大噪声容限。
要使得噪声容限最大，PMOS部分的尺寸要比NMOS大，计算结果是3.5倍，实际设计中一般是2~2.5倍。 3?反向器传播延迟优化 1、使电容最小（负载电容、自载电容、连线电容） 漏端扩散区的面积应尽可能小 输入电容要考虑：（1）Cgs随栅压而变化 （2）密勒效应 （3）自举电路 2、使晶体管的等效导通电阻（输出电阻）较小： 加大晶体管的尺寸（驱动能力） 但这同时加大自载电容和负载电容（下一级晶体管的输入电容） 3、提咼电源电压 提高电源电压可以降低延时，即可用功耗换取性能。但超过一定程度后改善有限。电压过高会引起可靠性问题?当电源电压超过2Vt 以后作用不明显. 4、对称性设计要求 令Wp/Wn二卩p/卩u可得到相等的上升延时和下降延时，即tpHL 二tpLH。仿真结果表明：当P, N管尺寸比为1.9时，延时最小，在2.4时为上升和下降延时相等。 4?反相器驱动能力考虑 1?单个反相器驱动固定负载
绘制分立元件构成的原理图
原理图设计过程 原理图的设计是整个电路设计的基础，如果原理图的设计不正确，后面的工作都将不会正确。因此正确完整的设计原理图是非常重要的，必须确保每个元件，每个电气连接都不能出错。采用Protel99SE绘制电路原理图的过程如下： 1.创建电路原理图文件。 2.设置原理图图纸等各项参数。 3.添加库文件，放置元件到原理图中。 4.调整原理图元件的位置。 5.完成电路的电气连接。 6.检查电路的电气连接，元件属性等各项参数的设置。 7.产生各种输出表格，文件保存并打印。 图1 创建原理图文件 首先创建扩展名为ddb的用户设计文件，在用户的文件夹内新建子文件，选择原理图文件，然后点击“OK”，创建新的在用户文件夹中创建原理图文件。 原理图编辑器工作区 原理图的编辑区为绘制原理图的编辑区域，使用Protel99SE的绘制原理图的过程中，必须要设置原理图的幅面属性。可以通过菜单命令“Design/Options”得到原理图文档属性设置窗口如图2所示，或在原理图编辑区内单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Document
Options”。 1）“Document Options”窗口中包含“Sheet Options”幅面属性设置窗口及“Organization”原理图标题栏内容设置窗口，图6－31所示为原理图文档属性设置窗口。各项功能的设置如下： “Standard Style”：用于选择标准图纸底大小。通过下拉菜单选择，如图6－32所示。公制有A0（最大）、A1、A2、A3、A4（最小），英制有A（最小）、B、C、D、E（最大），Orcad标准有Orcad A 、Orcad B、Orcad C、Orcad D、Orcad E，其它格式有Letter、Legal、Tabloid。 “Custom Style”：用户自定义图纸尺寸设置，当选择该项时在“Use Custom”前的复选框内打钩，则可以按用户要求设置图纸底大小等属性。如图6－33所示。“Custom Width”自定义图纸的宽度，“Custom Height”自定义图纸的高度，“X Ref Reqion”水平参考边框等分为X段，“Y Ref Reqion”垂直参考边框等分为Y段，“Margin Width”图纸边框宽度。 用户可以选择标准图纸也可以根据需要自己设置图纸大小，但在打印图纸时必须考虑打印机所能够打印的图纸的大小，打印时可以适当的缩小放大原理图，如果图纸的面积太大则可以采用层次电路的设计方法将一张原理图分割为多张原理图的设计方法。“Orientation”设置图纸放置的方向，“Landsape”为水平放置，“Portrait”为垂直放置。“Title Block”标题栏设置，有两种方式，“standard”为标准标题栏，“ANSI”为美国国家标准协会制定的标题栏。如果需要显示标题栏则在“Title Block”前面的复选框内打钩。 “Show Reference Zone”设置是否显示边框中的参考坐标。 “Show Border”设置是否显示图纸的边框线。 “Show Template Graphics”设置是否显示画在模板内的图形、文字及专用字符串等。 “Border”设置边框的颜色，如果需要修改边框眼色则用鼠标左键点击右侧的事例颜色区域，弹出如图6－35所示的窗口，修改边框颜色，用户还可以根据需要点击“Define Custom Colors”，自定义用户颜色。 “Sheet”修改原理图底图颜色设置，鼠标左键点击右侧的事例颜色得到同样的颜色修改窗口，修改过程与修改边框颜色类似。 “Grids”用于设置图纸的锁定栅格及可视栅格的大小。“Snap”锁定栅格设置，设置光标移动的步长，使光标只能定位在固定的栅格点上。用户可以根据绘图精度，修改锁定的栅格大小，通常选中该选项，默认为10。“Visible”可视的栅格设置，设置可以看到的栅格的大小，此项的设置大小不映象光标的移动步长，只影像视觉效果，通常选中该选项，默认为10。 “Electrical Grid”电气栅格设置，选中该选项后，在绘制导线时，系统会以当前光标为中心，以设置的长度为半径，搜索可连接的电气节电，搜索到后自动将光标移动到该电气节电上，如果不选中该选项则无自动寻找电气节电功能。 “Change System Font”修改系统字体设置，点击该按钮则弹出“字体”窗口设置系统字体。 “Organization”文件信息设置，鼠标单击“Organization”得到文件信息设置窗口。窗口各项设置功能如下： “Organization”设置设计单位名称，“Address”设置设计单位地址，“Sheet”原理图的编号。“Document”绘制文件的信息，电路图的标题、编号等信息。 完成原理图的文档选项设置后，按键盘上的“Page Up”、“Page Down”键放大或缩小视图。
简单电路图的设计过程
电路原理图的绘制方法与步骤 一．电路原理图绘制前的准备工作 1．设计电路原理图的草图 例如要画出图1所示的稳压电源的电路图，首先要画出电路图的草图。 2．电路图有关资料的整理、列表 为了方便快捷地画出电路原理图，首先必须将电路图中所有零件的名称、拟采用的编号、零件的类型以及元件封装进行整理，列出表格，如表1所示。 二、Protel 99 SE 的启动 在Windows 桌面上，将鼠标的指示箭头对准图2所示的Protel 99 SE 图标, 双击鼠标左键，启动Protel 99 SE 。 启动Protel 99 SE 后，屏幕会出现图3所示的界面。 图2 Protel 99 SE 图标 图1 稳压电源电路图
几秒钟后，Protel 99 SE 的启动界面消失，留下了Protel 99 SE 的初始操作界面，如图4所示: 三、进入电路原理图设计环境 1．启动电路原理图编辑器 （1）创建工程设计数据库FirstDesign.ddb ： 启动Protel 99 SE 后，打开File 菜单，选择New 命令，则弹出的题目为New Design Database 的对话框，在Design Storage Type 栏内，选择设计数据库的格式为MS Access Database ；在Databass Location 框中指定设计数据库存放的位置为：C ：\Design Explorer 99se\\Examples ；在Databass File Name 文本框中输入数据库的名称FirstDesign.ddb 。单击OK 按钮，完成设计数据库的创建。 标题栏 菜单栏 工具条 设计管理面板 设计工作区 图4 Protel 99 SE 的操作界面 图6 图2 Protel 99 SE 的启动界面
CMOS反相器的版图设计
实验一：CMOS反相器的版图设计 一、实验目的 1、创建CMOS反相器的电路原理图(Schematic)、电气符号(symbol)以及版图(layout); 2、利用’gpdk090’工艺库实例化MOS管； 3、运行设计规则验证(Design Rule Check,DRC)确保版图没有设计规则错误。 二、实验要求 1、打印出完整的CMOS反相器的电路原理图以及版图； 2、打印CMOS反相器的DRC报告。 三、实验工具 Virtuoso 四、实验内容 1、创建CMOS反相器的电路原理图； 2、创建CMOS反相器的电气符号； 3、创建CMOS反相器的版图； 4、对版图进行DRC验证。
1、创建CMOS反相器的电路原理图及电气符号图 首先创建自己的工作目录并将/home/iccad/复制到自己的工作目录下（我的工作目录为/home/iccad/iclab），在工作目录内打开终端并打开virtuoso(命令为icfb &). 在打开的icfb –log中选择tools->Library Manager,再创建自己的库，在当前的对话框上选择File->New->Library,创建自己的库并为自己的库命名（我的命名为lab1），点击OK后在弹出的对话框中选择Attach to an exiting techfile并选择的库，此时Library manager的窗口应如图1所示： 图1 创建好的自己的库以及inv 创建好自己的库之后，就可以开始绘制电路原理图，在Library manager窗口中选中lab1,点击File->New->Cell view,将这个视图命名为inv(CMOS反相器)。需要注意的是Library Name一定是自己的库，View Name是schematic,具体如图2所示： 图2 inv电路原理图的创建窗口 点击OK后弹出schematic editing的对话框，就可以开始绘制反相器的电路原理图(schematic view)。其中nmos(宽为120nm,长为100nm.)与pmos(宽为240nm,长为100nm.)从这个库中添加，vdd与gnd在analogLib这个库中添加，将各个原件用wire连接起来，连接好的反相器电路原理图如图3所示：
分立元件OTL功放资料剖析
典型OTL音频功率放大器组装与维修 场景描述 OTL电路的主要特点有是采用单电源供电方式, 输出端直流电位为电源电压的一半；输出端与负载之间采用大容量电容耦合,扬声器一端接地，具有恒压输出特性。 本任务流程如图3－1－1所示。 图3－1－1任务流程图 一、实训工具及器材准备 完成本次实训任务所需工具及器材见表3－1－1。 表3－1－1拆装与检修动圈式扬声器实训工具及器材准备
二、简易OTL音频功率放大器组装 （一）电路原理的熟悉 图3－1－2简易OTL功放电路原理图 1、电路特点 本功放电路结构简单，元件易购，成本低廉，原理典型，非常适合初学者组装学习。电路包括： A.电压放大器：将输入的微小音乐信号加以放大，通常采用共射级放大，图中以VT1、VT2为核心组成的放大电路完成电压放大功能。 B.功率放大：功率放大级电路是用来提高电路的工作效率，通常共射级放大的输出电流很小，所以通过功放部分来推动喇叭。图中以VT3、VT4为核心组成的电路完成功率放大功能。 C.偏压装置：偏压装置为功率三极管提供正向偏压，使功率放大级电路工作于AB类放大状态，防止产生交越失真。图中VD5和R8为功放提供偏压，其中VD5具有负温特性，用以补偿功放管因温度升高引起电流增大。改变R8的阻值可以改变功放管的静态电流。 D.负反馈电路：利用负反馈的特性，控制整个放大电路的增益，提高电路稳定性。其中R4为放大器提供交直流负反馈，R5、C4对反馈的交流信号起分流作用，改变R4与R5的比值可以改变放大器的增益。 2、电路原理和各元件的作用
音量控制：由RP电位器调节，根据串联电路的分压原理知，当旋转电位器时获取的输入电压将发生改变，从而改变了音量的大小。 第一级共射极放大器：由R1、R2、R3、R4、R5、C3、C4、VT1组成。R1、R2为VT1提供偏置电压，改变二者的比值可以改变功放输出点的电压（正常要求为电源电压的一半）。C3为输入隔直耦合电容。R3是VT1的负载电阻，VT1和VT2是直流耦合，通过C3输入的信号经VT1放大后，直接送到VT2进行放大。直流耦合就等于直接耦合，所以，信号传输没有损耗，电路工作效率很高。 C4、R4、R5组成负反馈电路，对于直流而言，C4表现出无穷大的阻抗，这可以使直流工作点非常稳定。对交流来说，C4相当于短路，R4和R5的比值决定了放大倍数。R5为零欧姆时，增益最大，灵敏度极高。我们一般可以根据实际情况在10-100欧姆中取值。 第二级共射极放大：以VT2为核心构成的放大电路。VT2是推动级放大管。输入信号经过VT1、VT2两级放大后，具备了驱动VT3、VT4（输出级）的能力。本功放电路只有三级，主要由第一二级（VT1、VT2）决定最大放大倍数，第三级（VT3、VT4）决定最大电流的驱动能力，想要电路放大倍数大，VT1、VT2要选放大倍数大的三极管，想要带负载能力强，VT3、VT4应该用大功率大电流的三极管，当然，放大倍数也不能太小。 C6是中和电容，起高频负反馈作用，该电容主要是为了减小高频的增益，当高频过强时，听起来会感觉声音尖、剌耳，当高频增益太强时，甚至出现高频寄生振荡，严重影响功放电路效率和音质。该电容一般取值在47-4700PF之间，要求不严时也可以取消。 VT3、VT4这对末级互补输出对管在工作时会发出较大的热量。改变R8可以改变VT3、VT4的工作电流，随着温度的升高，VT3、VT4的电流还会自动变大，电流变大就会更加发热，更加发热就会电流更加变大，这是一个恶性循环，所以，要求严格时，R8应该使用负温度系数的热敏电阻，并且紧挨着VT3、VT4感受温度来补偿VT3、VT4的电流变化。 R8和VD5、R6和R7、VT3的CE极三部分共同组成VT3、VT4的偏置电路，保证VT3、VT4在无信号时输出中点电压。R8和VD5千万不能开路，否则VT3、VT4会有很大的基极电流，导致VT3、VT4的集电极电流剧增，立即发热烧坏。但是，R8和VD5的分压也不能太低，否则，在小信号时会听出明显的截止失真（和交越失真相同）。这种失真只在小信号时才有明显的反应。在高档功放电路中，VD5和R8会用其它元件代替，同时还会引入温度补偿。 R6、R7主要是给VT3、VT4提供基极偏置电流。当信号正半周时，VT3基极电压会上升，R6、R7两端的电压会变小，将不能给VT3提供足够大的基极电流。由于C5自举电容的出现，信号正半周时会将C5的正极电压也“举”高，这就可以通过
!用分立元件设计放大器电路教程
用分立元件设计放大器教程 一、功率放大器基本电路特点 互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。 其中： C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。 C2与R3构成自举电路，要求R3×C2＞1/10、（R3＋R4）×Ic1＝E/2－1.2，因R4是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。按照32V电源电压值和Ic1为2mA 进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。 R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。简化电路中省略使用一只二极管。并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。
protel 99se绘制原理图的主要步骤
protel 99se绘制原理图的主要步骤 通常，硬件电路设计师在设计电路时，都需要遵循一定的步骤。要知道，严格按照步 骤进行工作是设计出完美电路的必要前提。对一般的电路设计而言，其过程主要分为 以下3步： 1.设计电路原理图 在设计电路之初，必须先确定整个电路的功能及电气连接图。用户可以使用Protel99 提供的所有工具绘制一张满意的原理图，为后面的几个工作步骤提供可靠的依据和保证。 2.生成网络表 要想将设计好的原理图转变成可以制作成电路板的PCB图，就必须通过网络表这一桥梁。在设计完原理图之后，通过原理图内给出的元件电气连接关系可以生成一个网络 表文件。用户在PCB设计系统下引用该网络表，就可以此为依据绘制电路板。 3.设计印刷电路板 在设计印刷电路板之前，需要先从网络表中获得电气连接以及封装形式，并通过这些 封装形式及网络表内记载的元件电气连接特性，将元件的管脚用信号线连接起来，然 后再使用手动或自动布线，完成PCB板的制作。 原理图的设计步骤： 一般来讲，进入SCH设计环境之后，需要经过以下几个步骤才算完成原理图的设计：1.设置好原理图所用的图纸大小。最好在设计之处就确定好要用多大的图纸。虽然在 设计过程中可以更改图纸的大小和属性，但养成良好的习惯会在将来的设计过程中受益。 2.制作元件库中没有的原理图符号。因为很多元件在Protel99中并没有收录，这时就 需要用户自己绘制这些元件的原理图符号，并最终将其应用于电路原理图的绘制过程 之中。 3.对电路图的元件进行构思。在放置元件之前，需要先大致地估计一下元件的位置和 分布，如果忽略了这一步，有时会给后面的工作造成意想不到的困难！ 4.元件布局。这是绘制原理图最关键的一步。虽然在简单的电路图中，即使并没有太 在意元件布局，最终也可以成功地进行自动或手动布线，但是在设计较为复杂的电路 图时，元件布局的合理与否将直接影响原理图的绘制效率以及所绘制出的原理图外观。
集成电路基础实验cadence反相器设计
题目：反相器分析与设计 姓名：白进宝 学院：微电子与固体电子学院 学号：201722030523 签名：教师签名：
摘要 CMOS指互补金属氧化物(PMOS管和NMOS管)共同构成的互补型MOS集成电路制造工艺，它的特点是低功耗。由于CMOS中一对MOS组成的门电路在瞬间看，要么PMOS导通，要么NMOS导通，要么都截至，比线性的三极管(BJT)效率要高得多，因此功耗很低。本次设计的是反相器，通过电路搭建前仿真，实现其功能。然后进行版图设计，提取寄生参数后进项后仿真。 关键词：CMOS、反相器、低功耗、集成电路版图 1、技术指标要求 面积：100um2 速度：大于1GHz 功耗：功耗与电源电压、工作速度、负载等诸多因素有关。 2、电路搭建 工艺库：smic18mmrf 器件参数： 设置NMOS与PMOS宽长比。 电路结构：
如图，电路结构。有两级反相器组成，第二级为负载，因为在实际电路中电路都是带载的。
分别作NMOS和PMOS的直流输出特性曲线，NMOS的阈值电压大约为0.5V左右，PMOS的阈值电压大约为0.6V左右。 3、仿真 （1）进行直流传输特性仿真分析
图一电源电压为5V，图二电源电压为2V。可以看到图二的特性比图一好，这是由于降低的电压，从而使特性变好。继续降低电源电压为1V后，特性更好。但是当降到200mV时，特性反而变差。这是由于当电压降到接近于阈值电压或更低时，管子无法导通，性能变差。 （2）瞬态特性分析 瞬态特性分析，反相器实现非门的功能。
将时间轴拉长，可以看到当输出反向时，存在一个过冲现象，这是由于栅漏电容造成。 （3）工作频率分析 上图为反相器没有带负载的情况下测出的下降时间，下图为带一个反相器测出的下降时间。从而我们可以得出电路的扇出越多，性能越差，所以在数字电路中，我们尽量将扇出控制在4以内。更多的扇出将通过组合电路多级实现。 由图可得上升时间为23.85ps，下降时间为29.25ps。 工作频率＝1/（2×max（上升时间，下降时间））＝17GHz （4）功耗分析
电路原理图设计步骤
电路原理图设计步骤 1.新建一张图纸,进行系统参数和图纸参数设置; 2.调用所需的元件库; 3.放置元件,设置元件属性; 4.电气连线; 5.放置文字注释; 6.电气规则检查; 7.产生网络表及元件清单; 8.图纸输出. 模块子电路图设计步骤 1.创建主图。新建一张图纸，改名，文件名后缀为“prj”。 2.绘制主图。图中以子图符号表示子图内容，设置子图符号属性。 3.在主图上从子图符号生成子图图纸。每个子图符号对应一张子图图纸。 4.绘制子图。 5.子图也可以包含下一级子图。各级子图的文件名后缀均是“sch”。 6.设置各张图纸的图号。 元件符号设计步骤 1.新建一个元件库，改名，设置参数； 2.新建一个库元件，改名； 3.绘制元件外形轮廓； 4.放置管脚，编辑管脚属性； 5.添加同元件的其他部件； 6.也可以复制其他元件的符号，经编辑修改形成新的元件； 7.设置元件属性； 8.元件规则检查； 9.产生元件报告及库报告； 元件封装设计步骤 1.新建一个元件封装库，改名; 2.设置库编辑器的参数； 3.新建一个库元件，改名； 4.第一种方法,对相似元件的封装,可利用现有的元件封装,经修改编辑形成； 5.第二种方法,对形状规则的元件封装,可利用元件封装设计向导自动形成； 6.第三种方法,手工设计元件封装： ①根据实物测量或厂家资料确定外形尺寸; ②在丝印层绘制元件的外形轮廓; ③在导电层放置焊盘; ④指定元件封装的参考点 PCB布局原则 1.元件放置在PCB的元件面，尽量不放在焊接面； 2.元件分布均匀，间隔一致，排列整齐，不允许重叠，便于装拆； 3.属同一电路功能块的元件尽量放在一起；
分立功放
实用低频功率放大器 一、任务 设计并制作具有弱信号放大能力的低频功率放大器。其原理示意图如下： 二、要求 1、基本要求 (1)在放大通道的正弦信号输入电压幅度为（5~700）mV ，等效负载电阻R L 为8Ω 下，放大通道应满足： ①额定输出功率P OR ≥10W ； ②带宽BW ≥（50～10000）Hz ； ③在P OR 下颌BW 内的非线性失真系数≤3%； ④在P OR 下的效率≥55%； ⑤在前置放大级输入端交流短接到地时，R L =8Ω上的交流声功率≤10mW ； (2)实际测量时输入为音频信号，要求设置有音量、高音、低音大小调节电路； (3)功放部分不能使用集成功率放大器。 2、发挥部分 放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展，如设置有保护电路、提高效率、减小非线性失真等。 一、方案设计及验证 1、设计要求前置放大器输入交流短接到地时，R L =8Ω的电阻负载上的交流噪声功率低于10mW ，因此要选用低噪声运放。本系统选用优质低噪声运放NE5532N 。设计要求输入电压幅度为5—700mV 时，输出都能以P 0≥10W 满功率不失真输出，信号需放大几千倍；又考虑到运放的放大倍数与通频带的关系，固应采用两级放大。赠以调节可用电位器手动调节，也可以自动增益控制，但考虑到题目中的“实用”两字（例如输入信号不是正弦信号，而是大动态音乐信号），故采用手动增益调节。前置放大器采用低噪声双运放，分别以同相放大的方式，作为左右通道的信号放大。 2、功率放大器常用电路有两种，一种用输入输出变压器的推挽电路，另一种是无输入输出变压器的推挽电路。如OCL 、OTL 、BTL 等。相比之下，前者的频响和失真方面都表现较
二输入与非门、或非门版图设计
课程名称Course 集成电路设计技术 项目名称 Item 二输入与非门、或非门版图设 计 与非门电路的版图： .spc文件（瞬时分析）： * Circuit Extracted by Tanner Research's L-Edit / Extract ; * TDB File: E:\cmos\yufeimen, Cell: Cell0 * Extract Definition File: C:\Program Files\Tanner EDA\L-Edit\spr\ * Extract Date and Time: 05/25/2011 - 10:03 .include H:\ VPower VDD GND 5 va A GND PULSE (0 5 0 5n 5n 100n 200n) vb B GND PULSE (0 5 0 5n 5n 50n 100n) .tran 1n 400n .print tran v(A) v(B) v(F) * WARNING: Layers with Unassigned AREA Capacitance. *
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* * WARNING: Layers with Unassigned FRINGE Capacitance. * * * 集成电路版图设计 实验报告 学院：电气与控制工程学院班级：XXXXXXXXXX 学号：XXXXXXXX 姓名：XXXX 完成日期：2015年1月22日 一、实验要求 1、掌握Linux常用命令（cd、ls、pwd等）。 （1）cd命令。用于切换子目录。输入cd并在后面跟一个路径名，就可以直接进入到另一个子目录中；cd..返回根目录；cd返回主目录。 （2）ls命令。用于列出当前子目录下所有内容清单。 （3）pwd命令。用于显示当前所在位置。 2、掌握集成电路设计流程。 模拟集成电路设计的一般过程： （1）电路设计。依据电路功能完成电路的设计。 （2）前仿真。电路功能的仿真，包括功耗，电流，电压，温度，压摆幅，输入输出特性等参数的仿真。 （3）版图设计（Layout）。依据所设计的电路画版图。一般使用Cadence 软件。 （4）后仿真。对所画的版图进行仿真，并与前仿真比较，若达不到要求需修改或重新设计版图。 （5）后续处理。将版图文件生成GDSII文件交予Foundry流片。3、掌握Cadence软件的使用 （1）使用Cadence Schematic Editor绘制原理图。 （2）由Schematic产生symbol。 （3）在测试电路中使用Analog Environment工具进行功能测试。（4）使用Cadence Layout Editor根据原理图绘制相应版图，以 0.6umCMOS设计规则为准。 （5）对所设计的版图进行DRC验证，查错并修改。 以PMOS为例，部分设计规则如下：（um） N-Well包含P+Active的宽度：1.8 MOS管沟道最小宽度：0.75 最小长度：0.6 Active区伸出栅极Ploy的最小延伸长度：0.5 Contact最小尺寸：0.6*0.6 Contact与Contact之间的最小间距：0.7 Active包最小尺寸Contact的最小宽度：0.4 非最小尺寸Contact的最小宽度：0.6 Active上的Contact距栅极Poly1的最小距离：0.6 Metal1包最小尺寸的Contact：0.3 Metal1与Metal1之间的最小间距：0.8集成电路版图设计-反相器-传输门