华中科技大学-IC课程设计实验报告(比例放大器设计)
华中科技大学硬件课程设计实验报告
华中科技大学硬件课程设计实验报告课题：“EasyReader”电子书阅读器系统班级：通信0903作者：曾庆台阳舒梦雨学号：U200913846 U200913859 U200913849指导老师：***课设评价：课设成绩：日期：2012-7-2摘要“EasyReader”系统是一个多功能电子书阅读器，以TI公司的MSP430F149作为系统硬件核心，以DM430-L为硬件开发平台，以VS1003作为音频解码核心芯片，以IAR Embedded Workbench for MSP430 v5.30作为系统软件开发平台，使用MSP430自带操作系统，以C语言为基本编程语言。
本系统具备低功耗、小体积、轻重量、功能齐全的特点，可手动或自动翻页翻行、选择不同字体大小和背景、显示系统运行时间和文档读取进度、手动切换播放背景音乐、查看文档信息等功能。
使用便捷，可为用户提供良好的阅读体验。
本文讨论了“EasyReader”电子书阅读器的研究与设计，研究的主要内容包括系统硬件平台的设计和基于该硬件平台的软件设计。
在硬件设计方面，进行了系统的功能需求分析、方案选择和总体设计，详细设计了以MSP430F149处理器为核心，外围包括SD卡文件读取模块、VS1003音频解码播放模块和串口通信功能、人机交互功能的嵌入式系统硬件平台。
在软件设计方面，以分层分模块的思想进行设计，设计了FAT32文件系统、SD卡和TFT液晶驱动和显示程序、VS1003音乐播放程序、中断服务程序等，并进行了系统测试和结果分析，良好地实现了系统的设计目标。
关键词：电子书阅读器；MSP430F149；SD卡；FAT32文件系统；VS1003Abstract“EasyReader” system is a multi-fuctional e-book reader. It uses MSP430F149 of TI corporation as the hardware core, DM430-L as hardware developing platform, VS1003 as decoding central chip for audio file, IAR Embedded Workbench for MSP430 v5.30 as software developing platform of our system. We take the advantage of the OS in MSP430 chip itself and program with basic C language. Our system has the characteristic of low consumption, little size, light weight and versatile functions. The user can switch pages and lines by manual operation or automatic mode, choose different size of font and background, show the runtime of system and the rate of reading progress, choose manually to play the background music or not, check the information of text documents, and the like. It is convenient and easy to use, and provides the users with great reading experience.This paper discussed the research and design of “EasyReader”e-book reader. The main content of our research includes the design of hardware platform and the software design based on the hardware. In the designing of hardware, we analyzed the requirements of functions, put forward how to choose the final scheme and overall design. We also has made a detailed design of the embedded system hardware platform, that consists of the core MCU of MSP430F149, the peripheral modules of reading from SD card, VS1003 audio decoding, communication using serial port and human-computer interface. In the design of software, we utilized hierarchical and module-based thought to carry out our design. We designed FAT32 file system, SD card driven orders, TFT driven and display orders, VS1003 audio play orders and interrupt service programs. Through the tests, debug and analyses of the system, we eventually achieved the goal of our design.Key Words: E-book reader; MSP430F149; SD card; FAT32; VS1003目录1项目概述 (5)2设计目标 (5)2.1基本功能 (5)2.2扩展功能 (5)3小组成员和任务分工 (6)4系统总体设计 (6)4.1总体设计思路 (6)4.2主要器件选择 (7)5系统硬件设计与实现 (10)5.1DM430-L开发板 (10)5.2音频解码模块设计 (13)5.3TFT液晶显示模块 (14)5.4SD卡模块 (15)5.5按键电路 (16)6系统软件设计与实现 (16)6.1软件设计的主要思想 (16)6.2软件设计平台（IAR Embedded Workbench IDE） (16)6.3文件系统的选择与实现 (17)6.4SD卡模块软件设计 (18)6.5TFT液晶显示模块软件设计 (19)6.6音频模块软件设计 (23)6.7按键模块 (24)6.8软件流程说明 (25)7系统测试与结果分析 (26)7.1调试故障、产生原因及解决方法 (26)7.2测试方案与结果 (29)7.2.1 测试方案 (30)7.2.2 测试结果 (30)8心得体会与项目总结 (31)1)心得体会与总结 (31)2)项目展望 (33)9致谢 (34)10参考文献 (34)11附录 (35)1)宣传网站 (35)2)程序代码列表说明 (35)1项目概述电子书阅读器是一种便携式的手持式电子设备，专为阅读图书设计，它有大屏幕的液晶显示器，可以直接从互联网上方便的购买及下载数字化的图书，并且有大容量的内存以存储大量数字信息，一次可以存储数十本传统图书的信息，特别设计的液晶显示技术可以让人舒适的长时间阅读图书。
MOSFET实验报告
MOSFET实验报告华中科技⼤学《电⼦线路设计、测试与实验》实验报告实验名称：集成运算放⼤器的基本应⽤院（系）：电信系专业班级：信卓1501姓名：刘吉光学号：U201513471时间：2016.11.01地点：南⼀楼东303实验成绩：指导教师：王振2016年11 ⽉01 ⽇1、掌握MOSFET的正确使⽤⽅法2、掌握⽤MOSFET共源级放⼤电路的安装与测试技术3、掌握MOSFET的主要性能参数及其测试⽅法⼆、实验元器件三、预习要求1、复习MOS管的⼯作原理2、复习静态⼯作点和⼩信号模型以及各参数的计算⽅法3、实验之前先计算理论值4、⾃拟实验数据表格四、实验原理及参考电路本实验采⽤2N7000⾦属半导体场效应管和电阻电容等构成基本放⼤电路1、测试电路的静态⼯作点接好电路。
安装电路前先⽤万⽤表测试电阻值，检查⽆误后接通电源。
⽤数字万⽤表的2、测试放⼤电路的输⼊输出波形和通带电压增益检查⽆误后接通电源。
调整信号源，使其输出峰峰值为30mV、频率为1kHz的正弦波，作为放⼤信号v i。
分别⽤⽰波器的两个通道同时测试v i和v o，在实验报告上定量画出v i和v o的波形（时间轴上下对齐），分别测试负载开路和R L=5.1kohm两种情况下的v i和v o，填⼊表中。
输⼊波形输出波形3、测试放⼤电路的输⼊电阻。
采⽤在输⼊回路串⼊已知电阻的⽅法测量输⼊电阻。
由于MOSFET放⼤电路的输⼊电阻较⼤，所以当测量仪器的输⼊电阻不够⼤时，采⽤如图所⽰⽅法可以减⼩误差。
R取值尽量与R i接近（此处可取51k）。
信号源不变，⽤⽰波器⼀个通道始终监视vi波形，另⼀个通道先后测量开关S闭合和断开时对应的输出电压vo1和vo2，则输⼊电阻为Ri=R*vo2/（vo1-vo2）测量过程要保证不出现失真现象4、测试放⼤电路的输出电阻。
采⽤改变负载的⽅法测试输出电阻。
分别测试负载开路输出电压v o’和接⼊已知负载RL时5、测试放⼤电路的通频带⽤⽰波器⼀个通道始终监视输⼊信号的峰峰值，保持输⼊波形峰峰值不变，⽤另⼀个通道测出输出波形的峰峰值。
增益可自动控制的放大器的课程设计
增益可自动变换的放大器设计一、设计题目及主要技术指标1．设计题目增益可自动变换的放大器设计2．主要技术指标（1）放大器增益可在1倍 2倍 3倍 4倍四档间巡回切换，切换频率为1Hz。
（2）能够对任意一种增益进行选择和保持，能显示当前档位（演示：控制某个增益保持时间为4S）。
二、系统组成框图经过查阅书籍和相关资料，再有我们组讨论从而得出增益可自动变换的放大器设计的方案是：1、设计思路1）．放大器的电压增益由反馈电阻控制，因此只要改变反馈电阻就能切换不同的增益范围。
2）．增益的自动切换，可通过译码器输出信号，四选一控制模拟开关来实现不同反馈电阻的接入；3）、对某一种增益的选择、保持通常由芯片的地址输入和使能端控制；在进行巡回检测时，其增益的切换频率由时钟脉冲决定。
2、总体方框图三、单元电路设计与分析1、总体概述：增益可自动变换的放大器电路，由两个555，其中一个555组成的震荡电路产生频率为1Hz的振荡波形，再有第二个555组成的4秒脉冲电路实现对增益保持4秒的功能。
用74LS90实现计数器功能，用4选一模拟开关CD4052来控制接入放大器的反馈电阻的变换，从而实现增益为1倍，2倍，3倍，4倍的切换。
用74LS47来驱动数码管。
由uA741及其外围电路组成的同相放大器实现电压的放大。
2、NE555多谐振荡器说明：本电路需要两个脉冲信号，一个1HZ的时钟脉冲、一个4S的保持脉冲，所以需要两个555电路，分别产生1HZ的脉冲和4S的延时保持脉冲，两个信号都是从555的3脚输出的。
它的频率计算公式为：3、或门电路它的作用是：当两路信号同时输入时，高电平有效，故而当有4S的脉冲信号时，它便输出4S的脉冲信号，从而可以实现保持4S的功能。
4、五进制计数器本电路由74LS90实现，当74LS90的CP端（下降沿有效）输入一个脉冲信号时，计数器便计一个数，经过内部处理，从Q0 ~ Q3输出二进制编码。
当电路计数到100时，Q2便把1送到2和3脚，是计数器从00在开始计数。
放大电路设计与分析实验报告
放大电路设计与分析实验报告实验目的：1. 熟悉放大电路的设计和分析方法。
2. 掌握放大电路的参数计算和实验测量方法。
3. 理解各种放大电路的特点和应用场合。
实验原理：放大电路是电子电路的重要组成部分。
它可以将小信号放大到较大幅度，从而实现信号增强、波形整形、滤波等功能。
放大电路一般由一个放大器和其它元器件组成。
放大器的基本功能是将输入信号放大到一定程度，同时不改变其波形和频率。
按照输出信号的特点，放大电路可以分为音频放大电路、射频放大电路、功率放大电路等。
在放大电路中，放大器是核心部件。
一般来说，放大器的增益和频率响应是其最重要的特性。
增益是指输出电压和输入电压之比，通常用分贝(dB)表示。
频率响应是指输出信号的幅度和频率之间的关系。
在一定频率范围内，放大器的增益和频率响应应该保持稳定。
在放大电路设计中，需要注意以下几个方面：1. 输入阻抗和输出阻抗的匹配。
2. 偏置电路的设计，确保放大器的工作状态稳定。
3. 常用的放大电路拓扑结构，如共射放大电路、共基放大电路、共集放大电路等。
实验仪器：1. 双踪示波器。
2. 函数信号发生器。
3. 直流稳压电源。
4. 万用表。
5. 电阻箱、电容箱。
实验步骤：1. 搭建共射放大电路。
将三极管(NPN型)作为放大器核心部件，外加偏置电路和输入、输出电容等元器件。
其中，偏置电路应该满足三极管工作状态的要求，即基极电压为正，发射级和集电级处于正向偏置状态。
输入电容应该滤除输入信号中的直流分量，输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响。
将电路连接到直流稳压电源、函数信号发生器和示波器上，调整函数信号发生器的幅度和频率，记录电路的输入信号与输出信号的波形和幅度，计算电路的增益和频率响应曲线。
2. 搭建共基放大电路。
将三极管(PNP型)的基极接到地电平上，集电级接到负电源电平，发射级接到输入电源，外加输出电容和输入电容等元器件。
其中，输出电容应该防止信号向下级传播时对下级线路产生影响，输入电容应该滤除输入信号中的直流分量。
放大器电路设计报告
放大器电路设计报告1. 介绍放大器是电子设备中常见的一种电路，它可以将输入信号放大到所需的幅度，在实际应用中起到增强信号的作用。
本报告将详细介绍一个放大器电路的设计过程和相关参数选择。
2. 设计目标本次设计的放大器电路的主要目标是能够将输入信号放大10倍，并在频率范围内保持较低的失真。
3. 电路设计放大器电路通常由三个主要部分组成：输入级、放大级和输出级。
输入级用于将输入信号转换成适合放大的形式，放大级将信号放大到所需的幅度，输出级则用于将放大后的信号输出。
3.1 输入级设计输入级需要能够将输入信号转换成适合放大的形式，并具有较好的输入阻抗。
一种常见的输入级设计是使用一个共射放大器，它能够提供较高的电压放大倍数和较低的输入阻抗。
根据设计目标，我们选择一个放大倍数为5的共射放大器。
3.2 放大级设计放大级的主要任务是将输入信号放大到所需的幅度。
在本次设计中，放大级需要实现10倍的放大倍数，并保持较低的失真。
根据要求，我们选择使用一个共射放大器作为放大级。
3.3 输出级设计输出级的主要任务是将放大后的信号输出，并且需要具有较低的输出阻抗，以便能够驱动后续的负载。
在本次设计中，我们选择使用一个共射跟随器作为输出级，它能够提供较低的输出阻抗和较大的输出电流能力。
4. 参数选择在进行设计之前，我们需要选择一些相关的参数来满足设计要求。
4.1 输入级参数选择为了保证输入级具有较好的放大倍数和较低的输入阻抗，我们选择晶体管型号为2N3904，其电流放大倍数为100，输入阻抗大约为\`100kΩ\`。
4.2 放大级参数选择为了满足放大10倍的要求，我们选择晶体管型号为2N3904，其电流放大倍数为100。
通过电流分配可以计算出电阻值。
4.3 输出级参数选择为了满足较低的输出阻抗和较大的输出电流能力，我们选择晶体管型号为2N3904，其输出阻抗大约为\`10Ω\`。
5. 结果验证完成电路设计后，我们进行了模拟仿真，并测量了实验电路的参数。
比例放大电路实验总结
比例放大电路实验总结《比例放大电路实验总结》一、整体感受刚做完比例放大电路实验，心里真是五味杂陈。
一开始觉得这实验就像是一场未知的冒险，满是紧张和期待。
整个过程中就像在解一道充满谜题的数学题，每走一步都得小心翼翼。
现在想想，这实验可真不简单，但也特别有趣。
二、具体收获首先就是对比例放大电路的基本构成原理有了更透彻的理解。
原来那些电阻、电容、三极管等元件组合在一起，竟然能实现把输入信号按照一定比例放大。
比如说，在连接电路的时候，看到一个小小的电阻数值的调整，输出的信号波形就会有很明显的变化，就像你轻轻转动水龙头的开关，水流大小就立马改变一样直观。
还有示波器的使用，这次真是熟练了好多。
之前看示波器上那些波形，就像是看天书一样，现在都能比较清楚地判断出频率、幅值等参数了。
三、重要发现等等，还有个重要的点。
我发现电路的稳定性特别重要。
在实验过程中，有一次线接得有点松，结果示波器上的波形就开始各种乱跳，噪声特别大。
这就好比一座大楼的根基没打好，随时都可能倾斜甚至倒塌。
现在明白了这个小连接也可能对整个电路产生大影响，这是个很重要的发现。
四、反思回想起来才发现，自己有些时候还是太粗心了。
在测量数据的时候，差一点就记错了一个关键的值，幸亏最后检查了一遍。
这就提醒我，做实验千万不能想当然，每一个数据都是很重要的。
还有对理论知识的掌握，在实验过程中才发现有些地方理解得还是不够深入。
比如在计算放大倍数时，一开始公式都背下来了，可是一遇到实际电路的有些变化，就有点懵了，这说明我对知识的灵活运用能力还不够。
五、启示原来如此，这个实验给我的启示就是做任何事情都要严谨细致。
就像这个比例放大电路，一个小偏差都可能导致结果的巨大差异。
同时，理论要和实践紧密结合起来，光有理论知识只能纸上谈兵，而不断实践才能真正理解那些知识背后的原理。
下次再做类似的实验，我肯定会更加注重这些方面，用心把每个环节都做好，这样才能得到更准确的实验结果和更多的收获。
华中科技大学电子线路实验PSPICE报告BJT放大器设计实验
BJT 放大器设计实验》实验报告姓名：编号：学号：班级：（一）单级阻容耦合晶体管放大器设计 （PSPICE 电路仿 真）i •已知条件+ VCC=+12V RL=2k 门Vi=10mV （有效值） Rs=50门2. 技术指标要求AV > 30 Ri > 2k 「 Ro v 3k'.1 fL v 30Hz fH > 500kHz电路稳定性好2.设计电路图RcCb FREQ = 1kVOFF = 0 VAMPL = 14. Rb1> 68k10uQ 12.4kCc10uQ2N2222Rl 2k12Vd3.静态（直流）工作点分析2.004mA 12.00VRcCbFREQ = 1k vi0V卜10u R1500A0VVOFF = 0VAMPL =14.10V 118.6uARb168kQ12.4kCc12Vdc7.190V2.004mA17.58uA3.938Vvo10u0V101.0uARb239k4.输入输出时间曲线输入曲线:20mVV12.123mAQ2N22222.022mA25mARf20.022mARe1.6kCe470uRl2k0A・ V(vi) —T\/L—n \/1L 1 */f f f i\/\/L \/、i..//f\/r*__—\/S| __ *Time-20mVTimeV(vo) / V(vi)Frequency 6•波特图40 20 0(21.544K,3C .222)I________ O________________ I XD//n Fl -------X-a—< /\ /1丄/— 1 ———L—j L100Hz I.OKHz10KHz100KHz 1.0MHz-201.0Hz 10Hz:DB(V(vo)/V(vi))10MHz 100MHzFrequency7.输入阻抗幅频响应曲线30K二V(vi) / l(R1)Freque ncy8.输出阻抗测试电路Rc12Vd b=^9.输出阻抗幅频响应曲线20K10K100Hz1.0KHz 10KHz 100KHz 1.0MHz 10MHz 100MHzL *\\_ \J-- \ 「K- -(11.45 K,2.3419K L-..L…7------- 10Hz二V(vo) / I(Cc)Freque ncy（二）单管放大器安装、调试（含排除故障）与性能参数测量1. 实验仪器低频信号发生器（1台）数字万用表（1只）双踪示波器（1台）实验面包板（1块）直流稳压电源（双路输出）（1台）元器件及工具（若干）2. 电路的装调按照PSPICE仿真设计出来的电路在实验面包板上安装电路，接通电路，用万用表测量静态工作点：V BQ =4.11V，V EQ =3.484V，V CQ =6.970V3. 主要技术指标的测量单管放大器测试数据表Freque ncy50 27.6m 1340m 48.55 33.72 27.6m 1720m 62.32 35.89100 27.2m 1380m 50.74 34.11 27.6m 2040m 73.91 37.37500 28.4m 1520m 53.52 34.57 28.0m 2160m 77.14 37.75 1k 28.0m 1520m 54.29 34.69 27.6m 2120m 76.81 37.71 3k 28.4m 1520m 53.52 34.57 26.8m 2040m 76.12 37.63 10k 27.2m 1440m 52.94 34.48 26.4m 2040m 77.27 37.76 100k 26.8m 1440m 53.73 34.60 26.4m 2000m 75.76 37.59 500k 25.1m 1240m 49.40 33.87 26.4m 1880m 71.21 37.05f H =972.8k 25.2m 1080m 42.86 32.60 24.8m 1440m 58.06 35.28 没有负反馈时，实测f L = 25.67 Hz , f H = 972.8k Hz⑴电压增益理论计算值Av=41.21，实测值Av=51.39，相对误差为24.8%。
华中科技大学电子线路实验报告
华中科技大学电子线路实验实验报告专业：通信工程班级：姓名：指导老师：___________实验名称：Pspice仿真1——单级共射放大电路实验目的：学习用Papice仿真软件设计电子电路实验原理：一、Orcad功能简述电子线路的计算机辅助分析（或仿真）与设计是指用计算机来模拟电路设计者在实验板上搭接电路，并对电路的特性进行分析和仿真，以测量电路及模拟仪器测量电路性能指标等工作。
1、OrCAD 的主要功能模块包括Capture CIS（电路原理图设计）、PSpice A/D（模数混合仿真）、PSpice Optimizer（电路优化）和Layout Plus（PCB设计）。
（1）Capture CIS（电路原理图设计）该模块除了可以生成各类电路原理图外，在工业版中还配备有元器件信息系统，可以对元器件的采用实施高效管理，还具有ICA功能，可以在设计电路图的过程中从Internet的元器件数据库中查询、调用上百万种元器件。
（2）PSpice A/D（模数混合仿真）该模块可以对各类电路进行仿真分析和模拟，比如静态工作点分析、瞬态分析（时域分析）、交流小信号分析（频域分析）、直流扫描分析、直流小信号传递函数值分析、直流小信号灵敏度分析、统计特性分析（蒙特卡罗分析和最坏情况分析）。
（3）PSpice Optimizer（电路优化）该模块可以对电路进行优化设计。
OrCAD 的运行环境：Intel Pentium或等效的其他CPU，硬盘为200M以上，内存为32M以上，显示其分辨率为800×600以上，操作系统为Windows 95、Windows 98以上或Windows NT 以上。
2、Orcad 集成环境有:模拟和模数混合电路仿真环境、PCB板仿真环境、可编程数字逻辑器件分析设计环境。
二、PSpice仿真步骤1. 创建工程项目文件（创建的目录名和文件名中不能有汉字、空格等！）。
2. 编辑电路原理图（画电路图）（1）调元件（2）元件移动、旋转和删除（3）画线（4）修改元器件标号和参数（5）保存和自动检查3. 设置仿真分析类型（1）静态（直流）工作点分析：（2）瞬态（时域）分析；（3）增益Av的频率特性分析；4. 仿真分析5. 查看仿真输出结果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
华中科技大学-IC课程设计实验报告(比例放大器设计)华中科技大学题目：比例放大器设计院系：专业班：姓名：学号：指导教师：20XX年XX 月I摘要在模拟电路中对放大器进行设计时，差分放大器由于能够实现两倍放大和能够很好的抑制共模噪声的优良性能而被广为应用。
本文利用放大器的“虚短”“虚断”的特性对比例放大器的结构及放大器的构成和基本参数进行了设计，其中放大器采用差分放大结构。
关键词：比例放大器差分放大器一级结构二级结构IAbstractWhen designing an amplifier, differential amplifiers,with its twice higher gain and its restrain to Common-mode disturbance,is more widely used than other kinds of amplifiers.In this report,we make use of the properties of “virtual short cicuit”a nd “virtual disconnection” and design the structure and parameters of the whole circuit as well as the structure of the amplifier.Key Words：Proportion amplifier Differential amplifiers Level 1 Level 2II目录摘要 (I)ABSTRACT (ⅠII)1 题目要求 (1)2 设计过程 (2)2.1 基本结构及分析 (2)2.1.1 外围电路分析 (2)2.1.2 运算放大器选择 (3)2.2 工艺参数提取 (3)2.3 理论推导与计算……………………………………………………III (5)2.4 仿真 (6)2.5 二级密勒补偿运算放大器 (10)2.6 仿真结果 (13)2.7 综合仿真 (17)3 结果分析与结论 (22)4 心得体会 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)IV11 题目要求设计一个比例放大器，参考电路如下：要求：（1） 自行设计放大器的结构与MOS 尺寸参数、电阻R1、R2的阻值，以达到相关性能指标；（基于0.35um COMS 工艺，MOS 管长度均设定为Lmin=1um ）（2） 用HSPICE 软件仿真电路。
（3）电路性能指标满足如下要求：①0.3cos()0.7in V t ω=+ :1:10in out V V =；②相位裕度 [45度~65度]； ③输入信号频率 100in f MHz≥；④输出电流10outImA =22 设计过程2.1 基本结构及分析 2.1.1.外围电路分析指标要求中隐含了增益要大于10倍，带宽大于100MHZ ，暂时不考虑相位裕度。
如图结构来说，根据放大器的“虚短”、“虚断”特性，可以列出如下等式：12R VinVout R Vin -= 根据题目要求：Vin:Vout=1:10 因此，有：R1=9R2 又：Iout=Vin/R2=10mA,Vin=1+0.1cos(wt) 得：Ω=1002R Ω=9001R另外，信号中包含1V 直流电压，相当于为放大器提供了直流偏置且 Vo=10Vin=1v ，取工作电压为单电源3v外围电路设计至此结束，现在进行放大器内部设计。
32.1.2运算放大器选型由于输入信号的特点，其中同时包含了直流与交流电压，考虑到信号噪声以及直流电压波动，使用差分放大电路能对共模输入起到很好的抑制作用，因此本设计选用差分放大电路。
由于差分放大电路增益并不算高，实际中多采用Pmos 有源负载以提高增益。
在这里，我们选用以电流镜为负载的差分放大器实现所要求的运算放大器。
电路如图所示：VDDM3M4M2M1IbiasVi2GND323NMOS 器件M1 和M2 作为差分对管，PMOS 器件M4，M5 组成电流源负载。
电流Io 提供差分放大器的偏置电流。
其中M1、M2参数全同，M3、M4参数全同。
，设所有管子都工作在饱和区，如果Vgs1=Vgs2，由对称性，Id1=Id2=Id3=Id4。
差分放大电路的输入输出有许多组合，本设计仅采用双端输入单端输出，因而本文仅对这种情况简要介绍。
当从Vi1输入差模信号，Vi2=0（交流小信号），设Vgs1增大，则相应Id1变大，Id2变小，输出电压Vo=Id2*Ro ；当输入共模信号，Vgs1恒等于Vgs2，则Id2不变，输出电压也不变。
这样就相当于差模输入放大，而共模输入抑制。
下面对具体参数进行设计。
2.2 工艺参数提取重要工艺参数并没有在本设计使用的0.35um 工艺库中直接提供，需要提取。
Tox= 7.00000E-09 mUn= 4.0045690E+02 cm^2/(VS)Up= 1.7853294E+02 cm^2/(VS)图1由0ox oxoxCtεε=K=0.5μCox得200,44==NPKK为求λ值，需要对单个MOS管进行输出特性仿真。
仿真电路如下：得到如下曲线由22()(1)()(1)2ox gs thD ds gs th dsC W V V WI V K V V VL Lλλμ-=+=-+K已知取W\L=1，固定Vgs，则在饱和区取两数据点可得λ仿真单个nmosM1V10VdcV30Vdc4管特性vgs = 3.0000 vth=604.6282m vds id4.2 222.9325u 4.3 223.1347u Kn=200lambdan=0.01仿真单个pmos vgs = -3.5000vth=883.4507mvds id-3.6 -108.9378u -3.5 -108.5570u Kp=44lambdap=0.04 04.0,01.0==p n λλ2.3 理论推导与计算对于上图所示差分放大器，电压增益为)4||2(10r r gm V V A ido== 其小信号等效电路如下：列出电路的传递方程：)(2])21()2[(220oP oN mN L oN mN oP A oN oP L A oN oP oNmN i r r g s C r g r C r r s C C r r r g V V ++++++=第一极点 LoP mP oP A oP oN oP oN mP p C r g r C r r r r g w )21()2()(21++++=可近似为LoN oP p C r r w )||(11=,因为12>>oN mP r g .在达到第一极点之前，从传递函数知增益恒定，当接近第一极点时，电路的增益开始下降，在ω=1p w 时，增益下降3db ，之后增益以-20db/dec 的速度开始下降，直到接近第二个极点。
对于一级放大而言第二极点的影响可以暂时不考虑。
由LoP oN C r r w f )||(21211ππ==又Dp oP D n oN I r I r ⋅=⋅=λλ1,1Dp n oP oN I r r )(1||λλ+=则f1由λ、负载电容L C 、电流D I 共同决定，其中Cl 不变，λ为工艺限制参数，则f1只能由Id 决定。
取VV GST 2.01=（参考文献【1】）)(210p n GST V A λλ+==200该设计最小增益应该为10倍，带宽100MHZ ，GBW=10^9 则f1=GBW/A0=5MHZ本设计取取f1为10MHz ，L C =5pf ，则D I =6.25mA ，则根据上式计算可得Dp n oP oN I r r )(1||λλ+==320Ω。
最后，由于D I 和1GST V 都已确定。
可根据MOS 管在饱和区的电流特性2)(T GS D V V L WKI -=分别得出M1，M2的宽长比为781.25W L =,M3，M4的宽长比为3550WL=。
（注：本文未作特殊说明处均取L=1um ）此电路中用作恒流源电流等于两支路电流之和，12.5REF mA I =.2.4 仿真网表见附录。
电路如图：VDDM3M4M2M1IbiasVi1Vi2GND323结果如下：静态工作点(略去不关心的参数)**** mosfetssubcktelement 0:m1 0:m2 0:m3 0:m4 model 0:n_33 0:n_33 0:p_33 0:p_33 region Saturation Saturation Saturation Saturationid 6.2500000m 6.2500000m -6.2500000m -6.2500000m vgs 959.7753743m 959.7753743m -1.0482749 -1.0482749 vds 1.9115004 1.9115004 -1.0482749 -1.0482749****** ac analysis******freq volt db volt phasevo vo1.00000000 15.0444475 -6.8749998u1.25892541 15.0444475 -8.6551116u1.58489319 15.0444475 -10.8961398u1.99526231 15.0444475 -13.7174277u2.51188643 15.0444475 -17.2692179u3.16227766 15.0444475 -21.7406582u3.98107171 15.0444475 -27.3698659u5.01187234 15.0444475 -34.4566210u6.30957344 15.0444475 -43.3783131u7.94328235 15.0444475 -54.6100615u10.00000000 15.0444475 -68.7499949u12.58925412 15.0444475 -86.5511176u15.84893192 15.0444475 -108.9614004u19.95262315 15.0444475 -137.1742793u25.11886432 15.0444475 -172.6921768u31.62277660 15.0444475 -217.4065723u39.81071706 15.0444475 -273.6986679u50.11872336 15.0444475 -344.5661914u63.09573445 15.0444475 -433.7831586u79.43282347 15.0444475 -546.1006154u100.00000000 15.0444475 -687.4999672u125.89254118 15.0444475 -865.5111389u158.48931925 15.0444475 -1.0896140m199.52623150 15.0444475 -1.3717428m251.18864315 15.0444475 -1.7269218m316.22776602 15.0444475 -2.1740657m398.10717055 15.0444475 -2.7369866m501.18723363 15.0444475 -3.4456621m 630.95734448 15.0444475 -4.3378314m 794.32823472 15.0444468 -5.4610069m 1.00000000k 15.0444468 -6.8750002m 1.25892541k 15.0444468 -8.6551119m 1.58489319k 15.0444469 -10.8961405m1.99526231k 15.0444470 -13.7174278m2.51188643k 15.0444471 -17.2692181m3.16227766k 15.0444466 -21.7406584m 3.98107171k 15.0444463 -27.3698646m5.01187234k 15.0444454 -34.4566182m6.30957344k 15.0444448 -43.3783081m7.94328235k 15.0444434 -54.6100491m 10.00000000k 15.0444413 -68.7499679m 12.58925412k 15.0444376 -86.5510585m 15.84893192k 15.0444317 -108.9612810m 19.95262315k 15.0444233 -137.1740313m 25.11886432k 15.0444093 -172.6916801m 31.62277660k 15.0443869 -217.4055933m 39.81071706k 15.0443509 -273.6966956m 50.11872336k 15.0442953 -344.5622438m 63.09573445k 15.0442062 -433.7752833m 79.43282347k 15.0440652 -546.0849237m 100.00000000k 15.0438423 -687.4685801m 125.89254118k 15.0434883 -865.4485719m 158.48931925k 15.0429273 -1.0894891 199.52623150k 15.0420385 -1.3714937 251.18864315k 15.0406299 -1.7264248 316.22776602k 15.0383991 -2.1730745 398.10717055k 15.0348654 -2.7350096 501.18723363k 15.0292713 -3.4417201 630.95734448k 15.0204197 -4.3299757 794.32823472k 15.0064266 -5.4453629 1.00000000x 14.9843422 -6.8438814 1.25892541x 14.9495683 -8.5933212 1.58489319x 14.8950183 -10.77378011.99526231x 14.8099391 -13.47616012.51188643x 14.6784156 -16.79658713.16227766x 14.4777810 -20.8238533 3.98107171x 14.1776087 -25.61687645.01187234x 13.7405937 -31.17208476.30957344x 13.1269495 -37.38887617.94328235x 12.3029068 -44.053038110.00000000x 11.2507989 -50.861197612.58925412x 9.9752452 -57.489092515.84893192x 8.5011802 -63.672483019.95262315x 6.8650378 -69.258290225.11886432x 5.1045630 -74.209098231.62277660x 3.2516690 -78.575615339.81071706x 1.3292659 -82.460566450.11872336x -649.2715511m -85.988076763.09573445x -2.6795662 -89.281015979.43282347x -4.7654994 -92.4424422100.00000000x -6.9182417 -95.5357831125.89254118x -9.1542038 -98.5607973158.48931925x -11.4904723 -101.4294048199.52623150x -13.9368596 -103.9572096251.18864315x -16.4863334 -105.8946513316.22776602x -19.1096238 -107.0079185398.10717055x -21.7605042 -107.1775145501.18723363x -24.3917334 -106.4476598630.95734448x -26.9722354 -104.9820629794.32823472x -29.4939701 -102.95146911.00000000g -31.9646259 -100.4269566电压增益只有15DB，带宽为8M，GBW=4.5×10^7<<10^9 无法达到指标。