共源共栅放大器实验报告材料
共源共栅放大器.

摆幅,Von1+Von2<Vout<VDD-|VGS4-VTH4|
共源共栅级——小信号特性
增益
两个晶体管工作在饱和区;假设λ= 0,
由于输入管产生的漏电流必定流过 整个共源共栅级电路,所以
AV=Vout/Vin=-gm1V1RD/Vin
而V1= Vin ,所以AV=-gm1RD
当忽略沟道长度调制效应时,共源共 栅级放大器的电压增益与共源级放大 器的电压增益相同。
大信号特性
Vin ≤VTH1,M1,M2处于截止状态,
Vout=VDD,且VX
值导通)
≈
Vb -VTH2 (忽略亚阈
Vin>VTH1,开始出现电流,VOUT下降, VX下降,到一定值时M1或M2 进入线性 区,增益(Vout曲线的斜率)减小
输入——输出特性
输出摆幅
M1工作在饱和区: VA=Vb-VGS2≥Vov1=Vin-Vt1 Vb≥Vin+VGS2-Vt1 M2工作在饱和区: Vout≥Vb-Vt2≥Vin+VGS2-Vt1-Vt2=Vov1+Vov2 为了使M4工作在饱和区,Vout<VDD-|VGS4-VTH4|
折叠式共源共栅
共源共栅级由共源级实现电压到电流的转换,
然后电流信号加到共栅级的源端。因此,构 成共源共栅级时共源管和共栅管类型可以不 同。 如图,M1是输入器件,PMOS M2是共源共栅器件,NMOS
I1为直流偏置电流源
特点:1.Vin和Vout的电平可以是相近的; 2.增益和输出阻抗的计算跟共源共栅放大器相同,略小一些。
x
1
g m 2 g mb 2 1 1 CGD1 CDB1 CSB 2 CGS 2 g m1 g m 2 g mb 2 g m 2 g mb 2 2CGD1 CDB1 CSB 2 CGS 2
6折叠式共源共栅运算放大器设计实验之欧阳法创编

6折叠式共源共栅运算放大器设计实验之欧阳法创编欧阳法是一种常用的运算放大器设计方法,它在设计中充分利用了共源共栅结构的优点,既能实现放大器的高增益、高输入阻抗和低输出阻抗,又能保证输出波形的线性度。
在设计6折叠式共源共栅运算放大器之前,首先需要明确一些设计参数,例如设计的输入电压范围、输出电压范围、增益要求等。
接下来,我们按照以下步骤进行设计实验。
第一步:确定输出电流偏置在共源共栅运算放大器中,偏置电流决定了放大器的输入阻抗和输出电压范围。
为了实现输出电压范围的最大化,一般选择输出电流的一半作为偏置电流。
假设输出电流为Iout,则偏置电流为Ibias=0.5*Iout。
第二步:确定放大器的增益根据设计要求确定放大器所需的增益。
对于共源共栅结构,其放大倍数可以通过控制输入电流和输出电流之间的比值来实现。
输出电流为Iout,输入电流为Iin,则放大倍数Av=Iout/Iin。
第三步:确定放大器的工作电压根据设计要求确定放大器的工作电压。
将放大器的工作电压设为VDD/2,这样可以最大程度地利用电源电压范围。
第四步:确定电阻值根据欧阳法的设计准则,可选择如下电阻值:R1=R2=RL=1.2*VDD/(Ibias*Av)R3=R4=2*RL第五步:确定电容值选择合适的电容值可以提高放大器的频率响应。
一般选择的电容值为:Cgs=Cgd=2*Iout/(Av*VDD*fL)Cdb=Cgd/5其中,fL为放大器的最低截止频率。
第六步:确定晶体管尺寸根据电阻和电容的选择,可以反推出晶体管的尺寸。
根据晶体管的工作点,选择适当的W/L比值来满足电流需求。
完成以上步骤后,可以利用电路设计软件进行模拟仿真,并根据仿真结果进行优化调整。
最后,可以进行实验验证,并对实验结果进行分析。
以上是关于6折叠式共源共栅运算放大器设计实验的欧阳法创编的详细步骤。
在实际设计中,还需要注意噪声和功耗等因素,并进行合理的折衷考虑。
希望以上内容能对你的实验展开有所帮助。
共源共栅放大器的分析

共源共栅放大器的分析1.基本结构和工作原理当输入信号施加在共源共栅放大器的输入端(栅极)时,栅极结电容Cgs会对输入信号起到隔离作用。
通过共源共栅放大器的源极电压调整,可以改变输出电压的增益和相位。
工作原理:当输入信号施加在栅极上时,栅极电阻Rg将输入电流转换为输入电压,并施加到栅极上。
当栅极电压超过阈值电压,漏极电流开始流动。
漏极电流经过源极电阻Rs,形成输出电压。
由于栅极和源极之间存在电容Cgs,所以输出电压的幅频特性非常好,可以达到高频的放大。
2.放大性能分析(1)集大于放大倍数:共源共栅放大器的电压放大倍数由源极电阻Rs决定,与负载电阻RL共同决定。
较小的Rs和RL能够提高放大倍数。
(2) 输入阻抗:共源共栅放大器的输入阻抗由输入电阻Rg和栅极结电容Cgs共同决定。
较大的Rg和较小的Cgs能够提高输入阻抗。
(3)输出阻抗:共源共栅放大器的输出阻抗由源极电阻Rs和漏极电阻Rd共同决定。
较小的Rs和Rd能够提高输出阻抗。
(4)漏极电流偏置:通过控制栅极电压和源极电阻,可以调整共源共栅放大器的偏置电压和偏置电流。
适当选择偏置电流可以减小失调,提高放大器的线性度。
(5) 高频特性:由于栅极和源极之间存在电容Cgs,共源共栅放大器在高频范围有较好的性能,能够实现高频信号的放大。
3.稳定性分析4.应用领域总结:共源共栅放大器是一种常见的放大电路,其工作原理基于MOSFET。
通过调整偏置电流、增加负反馈等手段,可以改善共源共栅放大器的性能。
共源共栅放大器在应用中具有广泛的用途,是电子设备中不可或缺的一部分。
MOS放大电路设计仿真与实现实验报告

MOS放大电路设计仿真与实现实验报告实验报告:MOS放大电路设计、仿真与实现一、实验目的本实验的主要目的是通过设计、仿真和实现MOS放大电路来加深对MOSFET的理解,并熟悉模拟电路的设计过程。
二、实验原理MOSFET是一种主要由金属氧化物半导体场效应管构成的电流驱动元件。
与BJT相比,MOSFET具有输入阻抗高、功率损耗小、耐电压高、尺寸小等优点。
在MOS放大电路中,可以采用共源共源极放大电路、共栅共栅极放大电路等不同的电路结构。
三、实验步骤1.根据实验要求选择合适的电路结构,并计算所需材料参数(参考已知电流源和负载阻抗)。
2.选择合适的MOS管,并仿真验证其工作参数。
3.根据仿真结果确定电路的放大倍数、频率响应等。
4.根据电路需求,设计电流源电路和源极/栅极电路。
5.仿真整个电路的性能,并调整参数以优化电路性能。
6.根据仿真结果确定电路的工作参数,并进行电路的实现。
7.通过实验测量电路性能,验证仿真结果的正确性。
8.对实验结果进行分析,总结实验的过程和经验。
四、实验设备和材料1.计算机及电子仿真软件。
2.实验电路板。
3.集成电路元器件(MOSFET、电阻等)。
4.信号发生器。
5.示波器。
6.万用表等实验设备。
五、实验结果与分析通过仿真和实验,可以得到MOS放大电路的电压增益、输入输出阻抗、频率响应等参数。
根据实验结果,可以验证设计的合理性,并进行参数调整优化。
在实际应用中,MOS放大电路被广泛应用于音频放大器、功率放大器、运算放大器等场合。
因为MOSFET具有较大输入阻抗,所以MOS放大电路可以在输入端直接连接信号源,而不需要额外的输入电阻。
此外,MOS放大电路的功率损耗较小,适用于各种功率要求不同的应用场合。
六、实验心得通过设计、仿真和实现MOS放大电路的实验,我更加深入地理解了MOSFET的原理和应用。
在实验过程中,我通过不断调整电路参数和元器件选择,逐步提高了电路的性能。
通过与实验结果的对比,我发现仿真和实验结果基本吻合,验证了仿真的准确性。
共源共栅运算放大器的设计

共源共栅运算放大器的设计共源共栅运算放大器,也称为共源共栅放大器或共栅源跟随器,是常用的运算放大器电路结构。
它由共源放大器和共栅放大器组成,可以提供高增益、宽带宽并具有高输入电阻和低输出阻抗的特点。
下面将详细讨论共源共栅运算放大器的设计。
设计目标:1.高增益:希望放大器具有高增益,以提供较大的放大倍数。
2.宽带宽:希望放大器具有较宽的频带,以传输更高频率的信号。
3.高输入电阻:希望放大器具有较高的输入电阻,以不对被测电路产生影响。
4.低输出阻抗:希望放大器具有较低的输出阻抗,以不对后级电路产生影响。
设计步骤:1.选择晶体管:选择性能良好、参数稳定的晶体管作为放大器的关键部件。
常用的晶体管有MOSFET和JFET,选用适合的型号,使其性能满足设计的要求。
2.偏置电路设计:根据晶体管的工作条件,设计偏置电路以保证放大器的工作稳定性。
通常采用电流源和电阻网络来实现晶体管的偏置。
3.增益极化设计:确定放大器的增益级数和增益大小,并选择适当的分压比例和电阻值,使得输出电压能够满足要求。
同时考虑增益的稳定性,防止输出波形失真。
4.频率补偿设计:由于共源共栅放大器的频率响应受到极点和零点的影响,需要设计频率补偿电路来提高带宽。
常用的频率补偿方法有米勒补偿电容和并联补偿电容等。
5.输入和输出阻抗设计:通过选择合适的电路参数和组件数值,使得输入电阻和输出电阻达到所需的要求。
一般采用反馈电阻网络来实现输入和输出阻抗的调节。
6.功耗和温度设计:考虑到功耗和温度对放大器性能的影响,需要进行功耗和热量分析,并选择适当的散热器来保证放大器的长期稳定工作。
7.电源设计:根据放大器的电源需求,选择适当的电源电压和电源过滤电路,以保证放大器的工作正常和稳定性。
以上是共源共栅运算放大器的设计步骤。
在设计过程中,需要综合考虑各种因素,并根据具体的应用场景和要求进行优化。
通过合理的设计和调试,可以获得性能良好的共源共栅运算放大器。
共源共栅放大器电路 增益90db

共源共栅放大器电路增益90db的文章在现代电子技术领域中,放大器被广泛应用于信号处理、音频放大、通信等许多领域。
其中,共源共栅放大器在各种放大器电路中具有独特的特点,被广泛应用于各种领域。
在本文中,我将针对共源共栅放大器电路的概念、原理、特点,以及增益90db的情况下进行全面的评估,并撰写一篇有价值的文章。
1. 共源共栅放大器电路的概念共源共栅放大器是一种常见的场效应管放大器电路,通常由一个MOS 场效应管组成。
在这种电路中,输入信号通过栅极加到场效应管的栅极,输出信号则从源极获取。
栅极也通过RC耦合电路与源极相连,形成共源共栅的电路结构。
这种电路的特点是具有高输入阻抗和低输出阻抗。
2. 共源共栅放大器电路的原理共源共栅放大器电路通过栅极的输入信号来控制场效应管的导通,进而在源极获得放大后的输出信号。
栅极与源极之间的耦合电路可以提供恰当的电压偏置,使得场效应管在工作点上能够正常放大输入信号。
由于栅极和源极之间是共源共栅的结构,这种放大器电路具有较高的增益和较低的失真。
3. 共源共栅放大器电路的特点共源共栅放大器电路具有许多特点,包括高输入阻抗、低输出阻抗、较高的增益、良好的线性度和较小的失真。
这些特点使得共源共栅放大器电路在各种领域,尤其是需要高质量音频放大和精密信号处理的应用中得到广泛的应用。
4. 共源共栅放大器电路增益90db的评估在具体应用中,共源共栅放大器电路的增益可以根据具体的电路设计和参数选择进行调整。
如果需要实现高增益的放大器电路,可以通过精心设计和合理选择电路元件来实现。
一些需要大幅度放大的音频放大器或者精密仪器放大器,就需要较高的增益。
在这种情况下,我们可以根据具体需求,调整放大器电路的设计参数,以达到增益90db的要求。
5. 个人观点和理解在我看来,共源共栅放大器电路是一种非常有价值的放大器电路,它不仅具有较高的增益和良好的线性度,而且还具有稳定的工作特性和较小的失真。
这使得它在各种高要求的放大应用中都能发挥重要作用。
mos管共源、共漏、共栅三种组态放大电路

mos管共源、共漏、共栅三种组态放大电路下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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共源级放大器电路实验报告

模拟集成电路设计基础实验报告1实验目的1.1掌握并熟练cadence 软件对原理图进行电路仿真;1.2了解基本电路的输入输出特性和工作原理;1.3深入理解mos 管参数的改变对电路的影响。
2实验要求2.1启动cadence ,建立库及Cellview 文件;2.2输入电路图;2.3设置仿真环境;2.4仿真并查看仿真结果,绘制曲线;2.5改变mos 管参数并分析结果。
2.6为了便于计算,根据一级spice 模型,nmos 器件理论值为:2ox /9.6C um fF =, s v cm u //1002p = , s v cm u //3502n =v 7.0v TH =,41.3422510//n ox C F V s μ-≈⨯,53.83510//p ox C F V s μ-≈⨯ 3共源级放大器性能分析3.1采用电阻负载共源级3.1.1电路图图1 电阻负载的共源级电路2))(/()2/1(v out in ox n dd out v v l w C Ru v --=(忽略沟道长度调制效应)(1)直流分析dd V =1.8V,in V 参数扫描范围0-2V ,R=5k Ω,nmos 宽长比3.6u/180n=20.图2 直流仿真结果MOS 管工作在饱和区时:2))(/()2/1(V TH in ox n dd out V V l w C Ru V --=.MOS 管工作在线性区时:)V 2)(/()2/1(V 2out V V V l w C Ru V TH in ox n dd out ---=)(图3 g m 图在饱和区))(/(g m TH gs ox n V V l w C u -=,当in V >TH V 时,跨导开始增大;在线性区DS ox n V l w C u )/(g m =,当in V >m ax V 时,m g 将会下降.m ax V -TH V =2))(/()2/1(V TH in ox n dd out V V l w C Ru V --=这个仿真结果表示,当in V =0.72V 时跨导最大。
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实验名称:共源共栅放大器设计
实验目的:
1.了解共源共栅级放大器的基本工作原理及相关优缺点
2.学会CMOS电路中的基本参数的设计和分析参数之间的折中关系
3. 共源共栅放大器设计及仿真
实验设备及型号:orcd仿真软件
实验原理及实验步骤:
实验原理:
共栅级的输入信号可以是电流,共源级可以可以将电压信号转换为电流信号。
共源共栅级的级联叫做共源共栅结构。
共源共栅级的输出阻抗很高
通过计算Rout可得Rout约=(gm1+gmb2)r o2r o1
也就是说M2将M1的增益提高至原来的(gm1+gmb2)r o2倍
其还可以扩展为三个或多个以获得更高的输出电阻
但这需要额外的电压余度
共源共栅结构不仅可以作为放大器而且可以作为恒定电流源高的输出阻抗接近一个理想电流源
本次需要仿真的pmos 共源共栅负载的nmos 共源共栅放大器即是如此。
在某种意义上,共源共栅晶体管结构“屏蔽”输入器件使它不受输出节点电压变化的影响。
这种共源共栅结构屏蔽特性在许多电路中是非常有用的 实验步骤:
由于共源共栅放大器的电路图已给出,所以电路设计省略 2.按所给设计图绘制相应电路图所得电路图如下
0.65FREQ = 1k
VAMP VOFF = 0
3.根据题目要求先对其进行相应仿真 1)设置静态工作点和器件参数。
如此处静态输出电压Vout=3v Vcc=6v Vb1=5.13v Vb2=4.88v Vb3= 0.904v 等
2):设定静态电流。
①设定长L=2u
②调试W
L
主要是调试W,要使静态电流为100uA,L固定以后,就调节W来达到需要的电流。
此处用快速扫描的方法来调试出所需W的大小
待所需各个管的w值扫描出后
③bias point 仿真检验电流i是否达到要求。
3)根据题目要求进行相应的交流仿真。
以下是相关的扫描实验数据
扫描w的值
测得MN1 管w的值为104.5u
测得MN2 管w的值为92.7u
注:此时测得的MN2管w的值是加了一个稳定电压Va=0.25v的
当没加Va时测得MN2 管w的值为90.1u
测得MP2 管w的值为179.5u
测得MP1管w的值为205u
bias point 仿真检验。
去掉输出端的3v电压后原则上在每个管子的W定好了之后通过bias point仿真静态输出电压为3V静态电流约为100uA。
交流仿真
因要求Ad>=70DB故将电压调至0.6535v
此时的电路图为
0P ARAM E T ER S:
w = 10u
0vb 1
VDB
MN1
W = 104.5u L = 2u
R12k
2
1
0MP2
W = 179.5u L = 2u
V4
4.88Vdc
vb 3
V7
3V dc
V5
0.904Vdc
vb 3
vb 2
V3
5.13Vdc
vb 1
V6
6V dc
vcc
MN2
W = 92.7u L = 2u
vo ut
vcc
V2
0.6535Vd c vb 2
V1FREQ = 1k
VAMP L = 15m VOFF = 0AC = 1
MP1
W = 205u
L = 2u
得到F3db=494.613khz
当w1变从205u变为204u时
F3db=414.795khz
当w1变从205u变为206u时
Ad 变为63.519 F3db=1.1508mhz
当w2变从179.5u变为178.5u时
F3db=473.324khz
当w2变从179.5u变为180.5u时
Ad 变为72.887 F3db=516.865khz
当w3变从92.7u变为91.7u时F3db=532.248khz
当w3变从92.7u变为93.7u时F3db=459.642khz
改变R时
当R=1K F3db=494.615khz
当R=3K F3db=487.413khz
当加上电容时 对应电路图为
MP2
W = 179.5u L = 2u
0VDB
P ARAM E T ER S:
w = 10u
MN1
W = 104.5u L = 2u
0MP1
W = 205u L = 2u
0V2
0.6535Vd c vb 2
0V6
6V dc
V1FREQ = 1k
VAMP L = 15m VOFF = 0AC = 1
vb 3
MN2
W = 92.7u L = 2u
V5
0.904Vdc
vb 1
V3
5.13Vdc
vcc
vo ut
vb 3
R12k
2
1
vb 1
V4
4.88Vdc
vb 2
C110p
当加上电容C=5p 时F3db=7.7798khz
当加上电容C=10p时F3db=4.0037khz。