CMOS异或门集成电路课程设计报告书
CMOS电路课设报告
一、设计目的设计一个50nA高精度参考电流源（温度范围-40~125℃）。
基准电流源是指在模拟集成电路中用来作为其他电路的电流基准的高精度、低温度系数的电流源。
电流源作为模拟集成电路的关键电路单元，广泛应用于运算放大器、A/D转换器、D/A转换器中。
偏置电流源的设计是基于一个已经存在的标准参考电流源的复制，然后输出给系统的其他模块。
并且，基准电流源是模拟电路必不可少的基本部件，高性能的模拟电路必须有高质量、高稳定性的电流与电压偏置电路来支撑，它的性能会直接影响到电路的功耗、电源抑制比、开环增益以及温度等特性。
所以为了确保到整个系统的精度与稳定性，我们必须引入一种输出基准电流高阶温度补偿的方法确保电流源的高精度。
二、设计内容1、设计指标：PSRR最大做到-30dB。
温度系数最大做到1000ppm/C；2、MOS管参数的粗略估计；3、电阻参数的估计；三、设计器材电脑（装有虚拟机）、cadence软件、加入2种库：s05mixdtssa01v11.scs" section=tt ----MOSFETs05mixdtssa01v11.scs" section=restypical ----Resistor四、 电路图带启动电路的基准电流源五、 设计原理以及步骤1、分析基准电流的性能参数 (1) 温漂系数基准电流源的一个重要指标是电流基准在宽温度范围下的工作稳定程度。
温漂系数不仅衡量带隙基准电压源输出电压温度变化的一个性能参数，也是衡量基准电流源输出电流的一个重要参数。
与基准电压源的温漂系数类似，基准电流源的温漂系数同样表示输出基准电流随温度变化的情况，其单位为ppm/°C ，表示当温度变化1度时，输出电流变化的百分比。
其计算公式为即 610()MAX MIN MEAM MAX MIN C I I T I T T -=⨯-我们设计的50nA 的高精度基准电流源输出基准电流一般在-25-140°C 宽温度范围内稳定。
CMOS模拟集成电路设计第二版课程设计 (2)
CMOS模拟集成电路设计第二版课程设计一、设计目标本次课程设计目标是：通过对CMOS模拟集成电路设计第二版中的一个电路设计实例进行仿真分析、电路优化及布局设计，深入理解和掌握CMOS模拟集成电路的基本原理及设计方法，培养学生分析和设计模拟集成电路的能力。
二、课程设计内容1.复习：基本模拟电路的分析和设计方法在进行CMOS模拟集成电路设计前，学生需要具备基本模拟电路的分析和设计方法。
本节将对常见的放大电路（比如共射放大电路，共基放大电路和共集放大电路等）的分析和设计方法进行复习。
2.CMOS反相器设计实例讲解本部分将讲解CMOS反相器的结构及原理，并通过具体的例子进行电路设计分析和仿真。
帮助学生了解CMOS反相器的设计方法、电路特性及其影响因素。
3.电路优化与参数选择在本部分，我们将重点介绍电路优化及参数选择的方法。
从电路的性能和稳定性等方面进行优化选择，并通过仿真结果来证明优化参数的效果。
4.布局设计与模拟验证本部分将介绍CMOS模拟集成电路的布局设计及模拟验证方法。
布局设计不仅可以影响电路的性能，也会影响电路的稳定性和可靠性。
通过模拟验证对电路进行分析验证。
三、设计评分方案本次课程设计采用滚动评分的方式，共计100分，具体评分如下：1.复习及设立问题：10分2.设计实例介绍及分析：20分3.参数选择及电路优化：30分4.布局设计及模拟验证：40分四、设计要求1.学生需要独立完成所有实验任务，不允许抄袭2.电路模拟软件使用HSPICE或者Spectre等，本节课程以HSPICE为例3.学生需要提交电路仿真截图、仿真结果以及电路设计原理图等作为实验报告。
五、总结通过本次课程设计的学习，学生可以深入了解CMOS模拟集成电路设计的基本原理及设计方法，并且培养分析和设计模拟集成电路的能力，为以后的研究或工作打下更好的基础。
同时，通过本次课程设计，学生能进一步加深对学过的知识的理解，增强把理论知识转化为实际工程应用的能力，提高实际应用能力和工程素质。
模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告
模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告一、概述在现代集成电路设计领域，模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的课题。
本实验旨在通过对模拟CMOS集成电路设计相关内容的学习和实践，加深对该领域的理解，并提升设计实践能力。
本文将介绍实验内容、实验过程和实验结果，并结合个人观点对模拟CMOS集成电路设计进行探讨。
二、实验内容1. 实验名称：基于CMOS工艺的运算放大器设计与仿真2. 实验目的：通过对基本运算放大器的设计与仿真，理解模拟CMOS 集成电路设计的基本原理和方法。
3. 实验要求：设计一个基于CMOS工艺的运算放大器电路，并进行仿真验证。
4. 实验器材与软件：PSPICE仿真软件、计算机、基本电路元件。
三、实验过程1. 设计基本运算放大器电路a. 根据理论知识，选择合适的CMOS工艺器件，并进行电路拓扑设计。
b. 计算电路的主要参数，如增益、带宽、输入输出阻抗等。
c. 优化设计，满足实际应用需求。
2. 运算放大器电路仿真a. 在PSPICE软件中建立电路模型。
b. 分析仿真结果，验证设计参数是否符合预期。
c. 优化设计，使得电路性能达到最佳状态。
四、实验结果经过反复设计与仿真，最终得到了一个基于CMOS工艺的运算放大器电路。
在PSPICE软件中进行仿真测试，结果表明设计的运算放大器电路性能良好，能够满足设计要求。
在输入端加入正弦波信号，输出端得到经过放大和处理的信号，验证了电路的正常工作。
五、总结与回顾通过本次实验，我深刻理解了模拟CMOS集成电路设计的基本原理和方法。
从初步设计到最终仿真，我逐步掌握了电路设计与优化的过程，并将理论知识应用到实践中。
在今后的学习和工作中，我将继续深入研究模拟CMOS集成电路设计，不断提升自己的技能。
六、个人观点与理解模拟CMOS集成电路设计是一个复杂而又具有挑战性的领域。
在实验过程中，我深刻意识到了理论知识与实际应用的紧密通联，只有不断实践与探索，才能够更好地理解与掌握。
异或门集成电路设计
院课程设计异或门的设计学生姓名：学院：电气信息学院专业班级：专业课程：集成电路设计基础指导教师：年月日目录1 概述 (1)2 设计异或门目的、意义 (1)3 异或门的主要功能 (1)4 Tanner Tools 介绍 (2)5 系统方案设计 (3)6异或门电路图和版图设计及仿真 (4)6.1异或门CMOS电路图设计仿真 (4)6.2 异或门CMOS版图设计及仿真 (6)6.2.1 异或门CMOS版图设计 (6)6.2.2 异或门CMOS版图仿真 (9)6.3 LVS对比异或门 (10)7 调试结果与分析 (12)8 课程设计体会 (12)参考文献 (14)1概述集成电路，英文为Integrated Circuit，缩写为IC；顾名思义，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线制作在半导体衬底上，封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
其引出端就是该集成电路的输入、输出、电源和接地线等。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。
因此，集成电路的应用十分广泛，已经渗透到工业、农业、国防等各个方面，大到天上的飞机，小到手中的手表，都有集成电路的身影。
2设计异或门目的、意义异或门（英语：Exclusive-OR gate，简称XOR gate，又称EOR gate、ExOR gate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。
有多个输入端、1个输出端，多输入异或门可由2输入异或门构成。
异或门的应用范围广，在实际应用中可以用来实现奇偶发生器或模2加法器，还可以用作加法器、异或密码、异或校检、异或门倍频器、可控反相器等等。
虽然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中我们依然会相当普遍地使用到分立的异或门。
因此，我们为了熟练了解、掌握异或门这一基本逻辑电路，对异或门电路进行了这次课程设计。
3异或门的主要功能异或门在数字集成逻辑电路中主要用来实现逻辑异或的功能。
CMOS电路课设报告-至诚模板
福州大学至诚学院
《模拟集成电路课程设计》
设计报告
设计题目：50nA高精度参考电流源的设计
（温度范围-40℃~125℃）
组别：
姓名：
学号：
同组姓名：
专业：
年级：
指导老师：屈艾文
实验时间：
一、设计指标
二、设计软件和工艺库
（同时要注明电阻采用哪个工艺角）
三、设计电路图和电路参数表
（要求采用画图软件画的电路图，所标器件标号与仿真电路图一致）
四、设计原理以及设计步骤
（只写采用的电路图的设计原理和设计步骤，注意：M0和M1的工作区）
五、电路仿真结果
一种指标的仿真要在仿真波形前写上仿真的设定条件，
（除了仿真波形和工作区域截图外，PSRR和温漂系数的仿真结果要给出表格总结）
六、个人总结。
CMOS课程设计报告
CMOS课程设计---------低压CMOS带隙电压基准源设计学院：信息科学与工程学院专业：电子科学与技术班级：电科1101姓名：胡志涛学号：3110209107指导老师：张国成、林金阳日期：2015年1月16日一、设计目的在模数转换器(ADC )、模转换器(DAC )、数动态存储器(DRAM ) 、Flash 存储器等集成电路设计中, 低温度系数、低功耗、高电源抑制比( PSRR )的基准源(Reference ) 设计十分关键。
随着深亚微米集成电路技术的不断发展, 集成电路的电源电压越来越低。
目前，1. 8 V (0. 18μm ) 和 1. 5 V (0. 15μm ) 的电源电压已开始广泛使用, 而 1. 2 V (0. 13μm ) 和0. 9 V (0. 09μm) 的电源电压也即将应用于存储器(Memory) 及片上系统(SOC ) 设计, 所以研究基于标准CMOS工艺的低压基准源设计是十分必要的。
由于带隙基准源能够实现高电源抑制比和低温度系数, 是目前各种基准电压源电路中性能最佳的基准源电路。
二、设计要求运放放大倍数大于60db带隙基准输出电压小于50ppm三、设计原理1.带隙基准电压源的原理图 1 (a ) 为带隙基准电压源的原理示意图。
双极晶体管的基极2发射极电压V B E (p n 结二极管的正向电压) , 具有负温度系数, 其温度系数在室温下为- 2. 2 mV/K。
而热电压V T具有正温度系数, 其温度系数在室温下为+ 0. 085mV /K[3]。
将V T乘以常数K并和V B E相加可得到输出电压V REFV REF = V BE + KV T(1)将式(1)对温度T微分并代入V BE和V T的温度系数可求得K ,它使V REF的温度系数在理论上为0。
V BE受电源电压变化的影响很小, 因而带隙基准电压的输出电压受电源的影响也很小。
图 1 ( b)是典型的CMOS带隙电压基准源电路。
集成电路课程设计报告三输入异或门电路
4.3a
Select Edge to ActC nt
1.000
4.4a
Select Mi nimum Width
2.000
4.4c
Select to Select Spac ing
2.000
异或门的应用范围广，在实际应用中可以用来实现奇偶发生器或模2加法器，
还可以用作加法器、异或密码、异或校检、异或门倍频器、可控反相器等等。虽
然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中我们依然会相当普遍地 使用到分立的异或门。因此，我们为了熟练了解、掌握异或门这一基本逻辑电路， 对异或门电路进行了这次课程设计。
2.1
Active Mi nimum Width
3.000
2.2
Active to Active Spac ing
3.000
2.3a
Source/Drain Active to Well Edge
5.000
2.3b
Source/Drain Active to Well Space
5.000
2.4a
WellCo ntact(Active) to Well Edge
异或门（英语:Exclusive-OR gate，简称XOF^ate,又称EOF^ate、ExOF^ate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。有多个输入端、1个输出端，多输入异或
门可由2输入异或门构成。
三输入异或门在数字集成逻辑电路中主要用来实现逻辑异或的功能。对于三 输入异或门来说，若输入为偶数（此处包括0）个高电平1,则输出为低电平0； 否则输出为高电平1。
异或门的逻辑表达式：
进一步可得到一位比较器的真值表：
A
B
cmos异或门课程设计
cmos异或门课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握CMOS异或门的基本原理和应用，培养他们运用数字逻辑设计简单电路的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解CMOS异或门的结构和工作原理；–掌握CMOS异或门的真值表和逻辑功能；–掌握CMOS异或门的符号表示方法。
2.技能目标：–能够运用CMOS异或门设计简单的数字电路；–能够分析CMOS异或门电路的性能；–能够对CMOS异或门电路进行仿真和测试。
3.情感态度价值观目标：–培养学生的科学精神和创新意识；–培养学生的团队合作能力和沟通表达能力；–培养学生的社会责任感，使他们在数字电路设计中能够考虑环保、节能等因素。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.CMOS异或门的基本原理：介绍CMOS异或门的结构、工作原理和真值表；2.CMOS异或门的逻辑功能：讲解CMOS异或门的逻辑功能及其应用；3.CMOS异或门的符号表示：介绍CMOS异或门的符号表示方法及其在电路图中的应用；4.CMOS异或门的设计与分析：教授如何运用CMOS异或门设计简单的数字电路，并分析电路的性能；5.CMOS异或门的仿真与测试：讲解如何使用仿真工具对CMOS异或门电路进行仿真和测试。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如：1.讲授法：讲解基本原理、概念和符号表示；2.案例分析法：分析实际应用案例，使学生更好地理解CMOS异或门的运用；3.实验法：学生进行实验，培养他们动手能力和实际操作技能；4.讨论法：鼓励学生积极参与课堂讨论，提高他们的思考能力和团队协作能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，如《数字逻辑与计算机设计》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，如《CMOS集成电路设计》等；3.多媒体资料：制作课件、教学视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解课程内容；4.实验设备：准备实验所需的仪器设备，如电路仿真器、实验板等。
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课程设计任务书学生：王帅军专业班级：电子1103班指导教师：封小钰工作单位：信息工程学院题目: CMOS异或门初始条件：计算机、ORCAD软件、L-EDIT软件要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、课程设计工作量：2周2、技术要求：（1）学习ORCAD和L-EDIT软件。
（2）设计一个CMOS异或门电路。
（3）利用ORCAD和L-EDIT软件对该电路进行系统设计、电路设计和版图设计，并进行相应的设计、模拟和仿真工作。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《理工大学课程设计工作规》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规。
时间安排：2014.12.29布置课程设计任务、选题；讲解课程设计具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课程设计答疑事项。
2014.12.29-12.31学习ORCAD和L-EDIT软件，查阅相关资料，复习所设计容的基本理论知识。
2015.1.1-1.8对CMOS异或门电路进行设计仿真工作，完成课设报告的撰写。
2015.1.9 提交课程设计报告，进行答辩。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)2 异或门介绍 (2)3仿真电路设计 (3)3.1 ORCAD软件介绍 (3)3.2仿真电路原理图 (4)3.3仿真分析 (5)4版图设计 (8)4.1 L-EDIT软件介绍 (8)4.2版图绘制 (8)4.3 CMOS异或门版图DRC检查 (10)5心得体会 (11)参考文献 (12)附录 (123)摘要性能优越的异或门是实现各种运算集成电路的基础，可广泛应用于全加器，乘法器和算术逻辑单元等电路中。
CMOS集成电路由于工艺技术的进步以及功耗低、稳定性高、抗干扰性强、噪声容限大、可适应较宽的环境温度和电源电压等一系列的优点，成为现在IC设计的主流技术。
本文首先介绍了CMOS异或门电路，紧接着介绍了ORCAD软件，并利用此软件搭建了仿真电路图，对电路进行了仿真分析。
最后介绍了L-EDIT软件，并利用此软件绘制了该电路的版图。
关键词：CMOS异或门；ORCAD；L-EDIT；版图AbstractThe superior performance of xor gate is to achieve a variety of operations, the basis of the integrated circuit can be widely used by full adder, multiplier and the arithmetic logic unit and so on in the circuit.CMOS integrated circuit due to the progress of technology and low power consumption, high stability, strong anti-interference, big noise tolerance, can adapt to a wide environment temperature and supply voltage and so on a series of advantages, and is now the mainstream technology of IC design.This article first introduces the CMOS xor gate, and then introduces the ORCAD software, circuit diagram, and use this software to build the simulation of circuit simulation analysis.Finally L-EDIT software is introduced, and the use of this software to draw the circuit of the landscape.Keywords: CMOS xor gate;ORCAD;L - EDIT;landscape1绪论异或门是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门。
有多个输入端、1个输出端，多输入异或门可由2输入异或门构成。
若两个输入的电平相异，则输出为高电平1；若两个输入的电平相同，则输出为低电平0。
亦即，如果两个输入不同，则异或门输出高电平。
虽然异或不是开关代数的基本运算之一，但是在实际运用中相当普遍地使用分立的异或门。
大多数开关技术不能直接实现异或功能，而是使用多个门设计。
异或门能实现模为2的加法，因此，异或门可以实现计算机中的二进制加法。
半加器就是由异或门和与门组成的。
CMOS集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个串联的场效应管总是处于一个管导通，另一个管截止的状态，电路静态功耗理论上为零。
实际上，由于存在漏电流，CMOS电路尚有微量静态功耗。
单个门电路的功耗典型值仅为20mW，动态功耗（在1MHz工作频率时）也仅为几mW。
CMOS集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳压。
CMOS 集成电路由于工艺技术的进步以及功耗低、稳定性高、抗干扰性强、噪声容限大、可等比例缩小、以及可适应较宽的环境温度和电源电压等一系列优点，成为现在 IC 设计的主流技术。
在CMOS集成电路设计中，异或电路的设计与应用是非常重要的。
IC 设计者可以根据芯片的不同功能和要求采用各种不同结构的异或电路，从而实现电路的最优化设计。
CMOS异或门的版图设计是集成电路设计中的一个重要单元，它的复杂度与功耗密切相关，越复杂功耗就越大。
如何在保持高性能的情况下减小芯片面积和功耗，无疑是设计的关键，这要求设计者对芯片的重要部件进行各方面的优化。
2 异或门介绍异或运算是实际中比较常用的逻辑运算，两个变量进行异或运算，其规则为变量的值同为1或0，结果为0，两个变量的取值相反则结果为1。
异或运算的真值表如表2.1所示。
表2.1 异或运算真值表根据表2-1，可得异或运算的逻辑关系表达式为Y⊕A+=(1)=ABABB异或门的逻辑运算符号如图2.1所示图2.1 异或门逻辑符号性能优越的异或门是实现各种运算集成电路的基础，可广泛应用于全加器，乘法器和算术逻辑单元等电路中。
用CMOS静态逻辑电路设计的异或门电路具有功耗低，结构简单可靠，工作速度快等优点，成为大规模集成电路芯片设计中最重要的单元电路之一。
3仿真电路设计3.1 ORCAD软件介绍OrCADPspice 为美国OrCAD公司在1998年与Microsim公司合并之后，将其Pspice 整合到原先OrCAD系统（包含"电路图输入"的OrCAD Capture、"印刷电路板布局"的OrCAD Layout及"可编程逻辑（Programmable Logic）电路合成"的OrCAD Exerpss）的一套计算机辅助电路分析软件。
2000年，OrCAD公司被益华计算机（Cadence Design System, Inc.）收购，并推出OrCAD9.21。
在2003年，推出OrCAD10.0。
在2005年，进一步与益华计算机的PCB设计软件Allegro15.5一起推广给客户，故版本直接跳到15.5。
在2009年，OrCAD正式推出功能增强的16.3版本，目前作为益华计算机入门级的计算机辅助电路分析软件推广给客户使用。
OrCAD 是一套在个人电脑的电子设计自动化套装软件，专门用来让电子工程师设计电路图及相关图表，设计印刷电路板所用的印刷图，及电路的模拟之用。
早在工作于DOS环境的ORCAD4.0，它就集成了电路原理图绘制、印制电路板设计、数字电路仿真、可编程逻辑器件设计等功能，而且它的界面友好且直观，它的元器件库也是所有EDA软件中最丰富的，在世界上它一直是EDA软件中的首选。
ORCAD公司在2000年七月与CADENCE公司合并后，更成为世界上最强大的开发EDA软件的公司，它的产品ORCAD世纪集成版工作于WINDOWS95与WINDOWSNT环境下，集成了电原理图绘制，印制电路板设计、模拟与数字电路混合仿真等功能，它的电路仿真的元器件库更达到了8500个，收入了几乎所有的通用型电子元器件模块。
OrCAD Capture与OrCAD PCB Editor的无缝数据连接，可以很容易实现物理PCB的设计；与Cadence PSpice A/D高度集成，可以实现电路的数模混合信号仿真。
OrCAD Capture CIS在原理图输入基础上，加入了强大的元件信息系统，可用于创建、跟踪和认证元件，便于优选库和已有元件库的重用。
图形化、平面化和层次化设计能力提高了原理图设计效率，集中管理物料编号和器件信息，可进行数据流程、封装以及互联的在线设计规则检查，这种简单的原理图输入技术让设计师能够更好的发挥他们的创造力，专注于电路设计，而不是忙碌于工具层面的操作。
3.2仿真电路原理图利用组合逻辑关系，在OrCAD Capture CIS 中绘制的仿真电路原理图如图3.1所示。
图3.1 CMOS 异或门电路图在该电路中，PMOS 和NMOS 呈现对称状态，PMOS 组成上拉通路，NMOS 组成下拉通路。
各个MOS 管的状态和Vout 输出随着V1和V2的变化状态如表3.1所示（“高”指高电平，“低”指低电平）。
表3.1 MOS 管及Vout 状态转换图TD = 0uTF = 0.01uPW = 5uPER = 10u V1 = 5V TR = 0.01uV2 = 0VTD = 0uTF = 0.01uPW = 48uV1 = 5V TR = 0.01uV2 = 0V3.3仿真分析为验证此异或门的正确性，需要进行仿真以验证它的正确性。
新建仿真文档gate1，先进行偏置点仿真设置，如图3.2所示。
电路图中各偏置点电压，电流和功耗情况如图3.3所示。
图3.2 偏置电压仿真设置图3.3 各偏置点电压，电流和功耗情况从图3.3可以看出各个MOS管的导通电压在nV级，截止电流仅为pA级，静态功耗为在pW级以下，电路静态功耗很小。
各处的电压、电流和功耗值均在正常围，单从偏置点情况来看，电路工作正常。
然后再进行时域仿真，参数设置如图3.4所示。
其中设置运行时间为100us，最大步进为1us。
图3.4 时域仿真设置然后运行仿真，其中激励源V1的波形图如图3.5所示。
图3.5 激励源V1波形图激励源V2的波形图如图3.6所示。
图3.6 激励源V2波形图Vout仿真输出及输入波形对比图如图3.7所示。