北邮cmos实验报告
北京邮电大学微原硬件实验报告汇编

微原硬件实验报告班级:学号:班内序号:姓名:实验一、二基本的I/O实验一、实验目的1、掌握I/O地址译码电路的工作原理。
2、掌握简单并行接口的工作原理及使用方法。
二、实验原理及内容1、实验电路如图1-1所示,其中74LS74为D触发器,可直接使用实验台上数字电路实验区的D触发器,74LS138为地址译码器。
译码输出端Y0~Y7在实验台上“I/O 地址“输出端引出,每个输出端包含8个地址,Y0:280H~287H,Y1:288H~28FH,……当CPU执行I/O指令且地址在280H~2BFH范围内,译码器选中,必有一根译码线输出负脉冲。
例如:执行下面两条指令MOV DX,2A0HOUT DX,AL(或IN AL,DX)Y4输出一个负脉冲,执行下面两条指令MOV DX,2A8HOUT DX,AL(或IN AL,DX)Y5输出一个负脉冲。
利用这个负脉冲控制L7闪烁发光(亮、灭、亮、灭、……),时间间隔通过软件延时实现。
2、按下面图4-2-1简单并行输出接口电路图连接线路(74LS273插通用插座,74LS32用实验台上的“或门”)。
74LS273为八D触发器,8个D输入端分别接数据总线D0~D7,8个Q输出端接LED显示电路L0~L7。
3、编程从键盘输入一个字符或数字,将其ASCⅡ码通过这个输出接口输出,根据8个发光二极管发光情况验证正确性。
4、按下面图4-2-2简单并行输入接口电路图连接电路(74LS244插通用插座,74LS32用实验台上的“或门”)。
74LS244为八缓冲器,8个数据输入端分别接逻辑电平开关输出K0~K7,8个数据输出端分别接数据总线D0~D7。
5、用逻辑电平开关预置某个字母的ASCⅡ码,编程输入这个ASCⅡ码,并将其对应字母在屏幕上显示出来。
三、硬件接线图与软件程序流程图图1:实验一的硬件接线图图2:实验二的硬件接线图图3:实验二的程序流程图四、源程序1、实验一源程序DATA SEGMENTDATA ENDSSTACK SEGMENT STACK 'STACK'DB 100H DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK ;延时子程序DELAY PROC NEARMOV BX,500PUSH CXLOOP2: MOV CX,0FFFHWAIT: LOOP WAITDEC BXJNZ LOOP2POP CXRETDELAY ENDPSTART: MOV CX,0FFFFH;二极管闪烁部分LOOP1: MOV DX,2A0H ;灯亮MOV AL,0FFHOUT DX,ALCALL DELAYMOV DX,2A8H ;灯灭MOV AL,0OUT DX,ALCALL DELAYLOOP LOOP1CODE ENDSEND START2、实验二的源程序DATA SEGMENTDATA ENDSSTACK SEGMENT STACK 'STACK'DB 100 DUP(?)STACK ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK START: MOV AH,1 ;键盘输入INT 21HCMP AL,27 ;检测是否为ESC键JZ EXITMOV DX,2A8H ;输出OUT DX,ALJMP START;返回DOSEXIT: MOV AX,4C00HINT 21HCODE ENDSEND START五、实验结果1、实验一:二极管闪烁显示2、实验二:键盘输入,然后二极管显示键盘输入的ASCⅡ码六、实验总结本实验遇到的问题主要是:1、二极管显示不正常,主要是延时的问题,调整一下就好了。
推荐-CMOS模拟集成电路设计导论实验报告 精品

CMOS模拟集成电路设计导论实验报告PB05203094 2系赵占祥一.实验题目请设计一个运放,参数要求为:增益:60-80dB0dB带宽:200Mhz相位裕度:60负载:1p功耗:15mw二.实验目的学习使用Cadence电路设计工具Virtuoso,从电路图的绘制及仿真,到版图绘制及仿真、验证。
三.实验步骤1.原理我先设计了一个标准两级运放,电路图为该运放包括三部分:a)差分输入增益级包括差分输入对管NM0,NM1和有源电流镜负载PM1,PM4。
差分结构对环境噪声有很强的抗干扰能力,另外增大了可得到的的最大输出电压摆幅。
还有其他一些优势。
使用电流镜做有缘负载有三个好处:1)在相对的、比较小的面积中,有缘负载可以得到比较大的输出阻抗。
2)电流镜将差分输入信号转换为单端输出信号。
3)有助于共模抑制比CMRR的提高。
b)源跟随器为PM3和NM4。
从NM0漏极输出的信号输入到这一级,并通过PM3放大,NM4是PM3的有源器件负载。
源跟随器有较大的输入阻抗,可以显著提高第一级放大的增益,减小信号电平损失,起到电压缓冲器的作用。
c)偏置电路包括PM2,PM0,NM2,NM3。
几个管子构成了几何比例电流源,通过其宽长比来得到合适的电流值。
NM3漏极电流为差分对提供电流源。
电容C0是为了保证电路有足够的相位裕度,保证闭环负反馈系统的稳定而采用的密勒补偿结构。
2.仿真过程1)设计并绘制电路图和测试电路图在Virtuoso Schematic Editing中绘制电路图如下(先未加电容):测试电路如下,进行直流和交流仿真,交流仿真参数设置,从1Hz到500MHz:仿真结果,带宽为322MHz,增益60.92dB,但相位裕度是负的为提高相位裕度,需要使单位增益点向原点靠近,使用密勒电容达到此目的,如下图。
电容初值606fF仿真结果如下图,带宽只有45M,相位裕度0度再改变电容值,减小密勒电容,以增大带宽带宽变为159MHz,相位裕度33度,如下图。
数字电路实验报告2. CMOS门电路测试

CMOS 门电路测试1.实验目的➢熟悉CMOS 门电路功能测试的方法;➢学会CMOS 门电路外特性的测试方法;➢比较CMOS 门和TTL 门的特点。
2.预习要求➢复习门电路工作原理及相应逻辑表达式;➢阅读本实验所用各门电路IC 的数据手册;➢熟悉所用集成电路的引线位置及各引线用途;➢了解CMOS 门与TTL 门电路的差异。
3.实验器材4.实验内容4.1CMOS 芯片CD4001 功能测试CMOS 集成电路 4000 系列芯片具有较宽的电源电压使用范围,在+3~+18V 都可以使用。
CMOS 门电路的逻辑高、低电平取值和 TTL 门电路略有不同,通常高电平为V DD ,低电平为 0V,本实验电源电压VDD=+5V 。
按照表 1.1 在输入端加不同的输入逻辑电平,用电压表测试相应的输出值,完成下列真值表。
注意:CMOS 门电路的多余输入端不允许悬空。
图 1.1 CD4001表 1.1 CD4001 逻辑功能测试输入输出1 2 5 6 8 9 12 13 3 4 10 11 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 00 1 1 1 1 1 1 1 0 / / /1 0 0 0 0 0 0 0 0 / / / 1 1 1 1 1 1 1 1 0 / / /4.2CMOS 门电路CD4001 电压传输特性测试按图1.2所示接线,先令VDD =+10V ,调节电位器Rp的阻值,使VI在0~VDD变化,测量VO 随VI变化的特性曲线。
XMM1图 1.2 CD4001 电压传输特性测试Rp50% VDD1A 1Y1B2A 2Y2B3A 3Y3B4A 4Y4BVSS5.1kΩ1274LS00VI3123123123123CD4001记录实验数据,画出电压传输特性曲线VO =f (VI) ,改变VDD的值,使其分别为+5V ,+15V ,重复上述实验,并在同一坐标中画出不同电源电压下的传输特性曲线。
4.3CD4001平均传输时间TPD的测量按图1.3所示接线,图中VDD =+5V ,CP输入连续脉冲,观察VI与CP的异同,用双踪示波器观察并记录VI ,VO的波形,测出CD4001芯片的TPD值36ns 。
实验五CMOS集成逻辑门的逻辑功能测试报告模板实验六 译码器及其应用

实验五CMOS集成逻辑门的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则。
2、学会CMOS集成门电路逻辑功能的测试方法。
二、实验原理本实验将测定与门CC4081,或门CC4071,非门74LS04,与非门CC4011,或非门CC4001的逻辑功能。
各集成块的引脚排列图如下:CC4081四2输入与门CC4071四2输入或门74LS04六反相器(非门)CC4011四2输入与非门CC4001四2输入或非门CMOS电路的使用规则由于CMOS电路有很高的输入阻抗,这给使用者带来一定的麻烦,即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压,以至损坏器件。
CMOS电路的使用规则如下:V DD接电源正极,V SS接电源负极(通常接地⊥),不得接反。
CC4000系列的电源允许电压在+3~+18V范围内选择,实验中一般要求使用+5~+15V。
所有输入端一律不准悬空,闲置输入端的处理方法:按照逻辑要求,直接接V DD(与非门)或V SS(或非门)。
在工作频率不高的电路中,允许输入端并联使用。
输出端不允许直接与V DD或V SS连接,否则将导致器件损坏。
在装接电路,改变电路连接或插、拔电路时,均应切断电源,严禁带电操作。
焊接、测试和储存时的注意事项:电路应存放在导电的容器内,有良好的静电屏蔽;焊接时必须切断电源,电烙铁外壳必须良好接地,或拔下烙铁,靠其余热焊接;所有的测试仪器必须良好接地。
三、实验设备与器件数字电路实验箱、CC4011、CC4001、CC4071、CC4081。
四、实验内容测试验证CMOS各门电路的逻辑功能,判断其好坏。
与非门CC4011、与门CC4081、或门CC4071及或非门CC4001逻辑功能,其引脚见附录。
以CC4011为例:测试时,选好某一个14P插座,插入被测器件,其输入端A、B接逻辑开关的输出插口,其输出端Y接至逻辑电平显示器输入插口,拨动逻辑电平开关,逐个测试各门的逻辑功能,并记录。
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模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告1. 引言在现代电子工程领域中,模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的研究领域。
本文将对模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验进行全面评估,并撰写一份有价值的实验报告。
通过这篇文章,我们将深入探讨模拟CMOS集成电路设计的原理、方法和实践,为读者带来深刻而全面的理解。
2. 实验内容本次课程实验旨在通过实际操作,让学生深入理解模拟CMOS集成电路设计的基本原理和流程。
实验包括了对CMOS集成电路的基本认识、基于SPICE仿真工具的电路模拟设计、以及实际电路的布局与布线等内容。
在实验中,学生需要掌握CMOS集成电路的工作原理、信号传输特性、电路设计的基本流程以及布局与布线的关键技术。
3. 深度评估通过对实验内容的深度评估,我们可以认识到模拟CMOS集成电路设计的复杂性和重要性。
学生需要理解CMOS技术在集成电路设计中的核心地位,以及其在实际电路中的应用。
SPICE仿真工具在电路设计中的作用和优势也是本次实验的重要内容。
电路的布局与布线对于电路性能的影响不可忽视,学生需要深入理解布局布线的原理和方法。
4. 文章撰写在文章的撰写过程中,我们将按照知识的文章格式进行,使用序号标注,并在内容中多次提及模拟CMOS集成电路设计这一主题。
在文章的开头,我们将对模拟CMOS集成电路设计的重要性和实验的背景进行介绍,为读者带来对主题的直观了解。
我们将从CMOS集成电路的基本原理和工作特性入手,逐步展开对实验内容的深入解析。
在文章的结尾,我们将总结实验的收获和体会,共享对模拟CMOS集成电路设计的个人观点和理解。
5. 总结与展望通过本文的撰写和深度评估,我们不仅对模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验进行了全面解析,同时也为读者带来了对这一领域的深刻理解和启发。
未来,希望能进一步探讨模拟CMOS集成电路设计的前沿技术和发展趋势,为电子工程领域的学术研究和技术应用提供更多有价值的内容。
北邮模拟集成电路设计CMOS实验报告概论

模拟集成电路设计仿真实验报告姓名:________ X ____学号:______2013210XXX_________班级:______201321120X_________端口号码:______a219 __________学院:_____电子工程学院________专业:____电子科学与技术_______班内序号: XXX目录实验一:共源级放大器性能分析 (2)一、实验目的 (2)二、实验要求 (2)三、实验电路及实验结果 (2)(一)负载电阻R=10K (2)(二)负载电阻R=1K (4)四、实验分析 (6)实验二:差分放大器设计 (6)一、实验目的 (6)二、实验要求 (6)三、实验原理 (7)四、实验结果 (7)五、思考题 (9)实验三:电流源负载差分放大器设计 (9)一、实验目的 (9)二、实验要求 (9)三、实验原理 (9)四、实验结果 (11)五、实验分析 (12)实验五:共源共栅电流镜设计 (12)一、实验目的 (12)二、实验要求 (12)三、实验内容 (13)四、实验结果 (16)实验六:两级运算放大器设计 (17)一、实验目的 (17)二、实验要求 (17)三、实验内容 (18)四、实验原理 (22)五、实验结果 (23)六、思考题 (24)七、实验分析 (24)实验总结及问题解决 (25)一、实验中的问题 (25)二、实验心得体会 (26)实验一:共源级放大器性能分析一、实验目的1、掌握synopsys软件启动和电路原理图(schematic)设计输入方法;2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真;3、输入共源级放大器电路并对其进行DC、AC分析,绘制曲线;4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响二、实验要求1、启动synopsys,建立库及Cellview文件。
2、输入共源级放大器电路图。
北邮cmos实验报告

北京邮电大学模拟CMOS集成电路设计实验报告学院:电子工程学院班级:2013211202学号:姓名:指导老师:韩可目录实验一:共源级放大器性能分析 (4)1.实验目的 (4)2.实验内容 (4)3.实验步骤 (4)4.实验结果 (5)5.实验结果分析 (5)实验二差分放大器设计 (6)1.实验目的 (6)2.差分放大器的设计方法及实验原理 (6)3.实验内容 (6)4.实验步骤 (6)5.实验结果 (7)6.实验结果分析 (8)实验三:电流源负载差分放大器设计 (9)1.实验目的 (9)2.实验原理 (9)3.差分放大器的设计方法 (10)4.实验内容 (10)5.实验步骤 (10)6.实验结果 (11)7.实验结果分析 (12)实验五共源共栅电流镜设计 (13)1.实验目的 (13)2.实验设计题目及要求 (13)3.实验内容 (13)4.实验结果 (17)5.实验结果分析 (18)六.课程设计总结 (19)实验一:共源级放大器性能分析1.实验目的1)掌握synopsys软件启动和电路原理图设计输入方法。
2)掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真。
3)输入共源级放大器电路并对其进行DC、AC分析,绘制曲线。
4)深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响。
2.实验内容1)启动synopsys,建立库以及Cellview文件2)输入共源级放大器原理图3)设置仿真环境4)仿真并查看仿真结果,绘制曲线3.实验步骤1)建立工作库2)建立单元3)编辑电路:添加元件、添加连线、添加管脚4)仿真:添加仿真库文件,“setup/analyses”添加设置直流静态工作点和交流分析、”simulation/netlist and run”仿真并生成网表,“result/annotate/dc node voltages”在原理图中显示各节点直流电压,选择“Results/plot”,得到坐标曲线。
模拟CMOS集成电路设计课程设计实验报告(二级放大器的设计)教材

模拟CMOS集成电路设计课程设计报告--------二级运算放大器的设计信息科学技术学院电子与科学技术系一、概述:运算放大器是一个能将两个输入电压之差放大并输出的集成电路。
运算放大器是模拟电子技术中最常见的电路,在某种程度上,可以把它看成一个类似于BJT 或FET 的电子器件。
它是许多模拟系统和混合信号系统中的重要组成部分。
它的主要参数包括:开环增益、单位增益带宽、相位阈度、输入阻抗、输入偏流、失调电压、漂移、噪声、输入共模与差模范围、输出驱动能力、建立时间与压摆率、CMRR、PSRR以及功耗等。
二、设计任务:设计一个二级运算放大器,使其满足下列设计指标:工艺Smic40nm电源电压 1.1v负载100fF电容增益20dB 至少40dB3dB带宽20MHz输入小信号幅度5uV 共模电平自己选取输出共模电平自己选取电路结构两级放大器相位裕度60~70度功耗无要求三、电路分析:1.电路结构:最基本的二级运算放大器如下图所示,主要包括四部分:第一级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。
2.电路描述:输入级放大电路由PM2、PM0、PM1和NM0、NM1组成。
PM0和PM1构成差分输入对,使用差分对可以有效地抑制共模信号干扰;NM0和NM1构成电流镜作为有源负载;PM2作为恒流源为放大器第一级提供恒定的偏置电流。
第二级放大电路由NM2和PM3构成。
NM2为共源放大器;PM3为恒流源作负载。
相位补偿电路由电阻R0和电容C0构成,跨接在第二级输入输出之间,构成RC米勒补偿。
此外从电流电压转换角度来看,PM0和PM1为第一级差分跨导级,将差分输入电压转换为差分电流。
NM0和NM1为第一级负载,将差模电流恢复为差模电压。
NM2为第二级跨导级,将差分电压信号转换为电流,而PM3再次将电流信号转换成电压信号输出。
偏置电压由V0和V2给出。
3.静态特性对第一级放大电路:构成差分对的PM0和PM1完全对称,故有G m1=g mp0=g mp1 (1)第一级输出电阻R out1=r op1||r on1 (2)则第一级电压增益A1=G m1Rout1=g mp0,1(r op1||r on1) (3) 对第二级放大电路:电压增益A2=G m2R out2= -g mn2(r on2||r op3) (4) 故总的直流开环电压增益A0=A1A2= -g mp0,1g mn2(r op1||r on1)(r on2||r op3) (5)由于所有的管子都工作在饱和区,所以对于gm 我们可以用公式 g m =D I L W )/(Cox 2μ (6) 进行计算;而电阻r o 可由下式计算 r o =DI 1λ (7)其中λ为沟道长度调制系数且λ∝1/L 。
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北京邮电大学CMOS模拟集成电路设计实验实验报告实验一共源级放大器性能分析一、实验目的1、掌握synopsys软件启动和电路原理图(schematic)设计输入方法;2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特性仿真;3、输入共源级放大器电路并对其进行DC、AC分析,绘制曲线;4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能的影响二、实验要求1、启动synopsys,建立库及Cellview文件。
2、输入共源级放大器电路图。
3、设置仿真环境。
4、仿真并查看仿真结果,绘制曲线。
三、实验结果1、R1=1K电路图幅频与相位曲线参数图2、R1=10K的原理图幅度与相位图参数图实验二差分放大器设计一、实验目的1.掌握差分放大器的设计方法;2.掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。
二、实验要求1.确定放大电路;2.确定静态工作点Q;3.确定电路其他参数。
4.电压放大倍数大于20dB,尽量增大GBW,设计差分放大器;5.对所设计电路调试;6.对电路性能指标进行测试仿真,并对测量结果进行验算和误差分析。
三、实验原理平衡态下小信号的差动电压增益为:四、实验结果R W/L 40 30 20 10 5 33K 22dB 21dB 21dB 20dB 18dB 50K 26dB 25dB 25dB 24dB 22dB 100K 32dB 31dB 31dB 30dB 28dB 改变W/L和栅极电阻,可以看到,R一定时,随着W/L增加,增益增加,W/L一定时,随着R的增加,增益也增加。
但从仿真特性曲线我们可以知道,这会限制带宽的特性,W/L增大时,带宽会下降。
为保证带宽,选取W/L=5,R=50K的情况下的数值,保证了带宽约为1.73GHZ,可以符合系统的功能特性,实验结果见下图。
实验三电流源负载差分放大器设计一、实验目的1.掌握电流源负载差分放大器的设计方法;2.掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。
二、实验要求1.设计差分放大器,电压放大倍数大于30dB;2.对所涉及的电路进行设计、调试;3.对电路性能指标进行测试仿真,并对测量结果进行验算和误差分析。
三、实验原理电流镜负载的差分对传统运算放大器的输入级一般都采用电流镜负载的差分对。
如上图所示。
NMOS器件M1和M2作为差分对管,P沟道器件M4,M5组成电流源负载。
电流0I 提供差分放大器的工作电流。
如果M4和M5相匹配,那么M1电流的大小就决定了M4电流的大小。
这个电流将镜像到M5。
如果VGS1=VGS2,则Ml和M2的电流相同。
这样由M5通过M2的电流将等于是IOUT为零时M2所需要的电流。
如果VGS1>VGS2,由于I0=ID1+ID2,ID1相对ID2要增加。
ID1的增加意味着ID4和ID5也增大。
但是,当VGS1变的比VGS2大时,ID2应小。
因此要使电路平衡,IOUT必须为正。
输出电流IOUT等于差分对管的差值,其最大值为I0。
这样就使差分放大器的差分输出信号转换成单端输出信号。
反之如果VGS1<VGS2,将变成负。
假设M1和M2差分对总工作在饱和状态,则可推导出其大信号特性。
描述大信号性能的相应关系如下:式(1)中,VID表示差分输入电压。
上面假设了M1 和M2 相匹配。
将式(1)代入(2)中得到一个二次方程,可得出解。
上图是归一化的M1 的漏电流与归一化差分输入电压的关系曲线,也即是CMOS差分放大器的大信号转移特性曲线。
该放大器的小信号特性参数等效跨导从图2可以看出,在平衡条件下,M2和M5的输出电阻分别为:于是该放大器的电压增益为:四,实验结果W/LPMOSW/LNMOS500 400 300200 2037.338.032.336.03034.333.632.731.55038.237.336.935.5电路图幅频特性曲线实验五共源共栅电流镜设计一、实验目的熟悉软件使用,了解Cadence软件的设计过程,掌握电流镜的相关知识和技术,设计集成电路实现所给要求二、实验设计题目及要求1.实验设计题目。
低输出电压高输出电阻的电流镜设计。
包括基本共源共栅电流镜设计和低压共源共栅电流镜设计。
2.实验设计要求1.电流比1:1.2.输出电压最小值0.5V.3.输出电流变化范围5~100uA。
三、实验内容共源共栅电流镜设计基本参数确定。
1、设计变量初值估算2、验证直流工作点四、实验结果实验五两级运算放大器设计一、实验目的熟悉软件的使用,了解synopsys软件的设计过程。
掌握电流镜的相关知识和技术,设计集成电路实现所给要求。
二、实验要求单级放大器输出对管产生的小信号电流直接流过输出电阻,因此单级电路的增益被抑制在输出对管的跨导与输出阻抗的乘积。
在单级放大器中,增益是与输出摆幅相矛盾的。
要想得到大的增益我们可以采用共源共栅结果来极大的提高出阻抗的值,但是共源共栅中堆叠的MOS管不可避免的减少了输入电压的范围。
因为多一层管子至少增加一个对管子的过驱动电压。
这样在共源共栅结构的增益与输出电压矛盾。
为了缓解这种矛盾引入两级运放,在两级运放中将这两个点在不同级实现。
如本设计中的两级运放,大的增益靠第一级与第二级级联而组成,而大的输出电压范围靠第二级的共源放大器来获得。
设计一个COMS两级放大电路,满足以下指标: A V=5000V/V (74dB) VDD=2.5V VSS=-2.5VGB=5MHz CL=5pf SR>10V/us 相位裕度=60度 VOUT范围=[-2,2]V ICMR=-1~2V Pdiss<=2mW三、实验内容图中有多个电流镜结构,M5,M8组成电流镜,流过M1的电流与流过M2电流ID1,2=ID3,4=1/2*ID5,同时M3,M4组成电流镜结构,如果M3和M4管对称,那么相同的结构使得在x,y两点的电压在Vin的共模输入范围内不随着Vin的变化而变化,为第二极放大器提供了恒定的电压和电流。
图1所示,Cc为引入的米勒补偿电容。
利用表1、表2中的参数第一级差分放大器的电压增益为第二极共源放大器的电压增益为所以二级放大器的总的电压增益为相位裕量有要求60°的相位裕量,假设RHP零点高于10GB以上因此由补偿电容最小值2.2pF,为了获得足够的相位裕量我们可以选定Cc=3pF考虑共模输入范围:在最大输入情况下,考虑M1处在饱和区,有而电路一些基本指标下面用ICMR的要求计算(W/L)3用负ICMR公式计算由式(12)我们可以得到下式进而推出为了得到60°的相位裕量,的值近似起码是输入级跨导的10倍,我们设,为了达到第一级电流镜负载(M3和M4)的正确镜像,要求,图中x,y点电位相同我们可以得到进而由我们可以得到直流电流同样由电流镜原理,我们可以得到四、实验原理电路结构:最基本的 COMS 二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如图所示。
主要包括四部分:第一级输入级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。
相位补偿:电路有至少四个极点和两个零点,假定 z2、p3、p4 以及其它寄生极点都远大于 GBW,若不考虑零点z1,仅考虑第二极点p2,那么这是一个典型的两极点决定的系统。
为保证系统稳定,通常要求有 63°左右的相位裕度,即保持频率阶跃响应的最大平坦度以及较短的时间响应。
但在考虑 z1之后,这个右半平面(RHP)的零点在相位域上相当于左半平面(LHP)的极点,所以相位裕度会得到恶化。
同时如果为了将两个极点分离程度增大,则补偿电容Cc 就要增大,这也会使得零点减小,进一步牺牲相位裕度,如图所示五、实验结果电路图实验总结及问题解决实验中的问题感谢助教老师的帮助和耐心讲解,让我们在解决问题的同时学习到了更多的知识,在实验过程我们遇到了一些问题,总结如下:1.一开始我们不知道怎么看前后的放大倍数,后来是助教告诉我们要看纵坐标的分贝数进行比较。
2.我们的原件参数设置不是太合理,最开始计算出来的值并不是很能用,后来经过不断的修改才调试出最适合的参数。
实验心得体会通过第一次实验,初步掌握了Synopsys软件的设计和仿真过程,学会了基本操作,解决了一些常见误区和问题。
接下来的几次试验都是有助教给好的原理图,我们根据原理图画好电路,自行仿真得出实验要求的参数,并给老师验收。
整个过程中虽然一开始出现了错误,后来慢慢学会了合理分配参数。
最后一次实验需要自行设计,对我们来说也十分有挑战,自行查阅书本后不仅了解了电路的原理,还要自己设计数据。
我们花了1个小时的时间对所有元件进行数据设计和计算,不断逼近要求的值。
通过整个的实验过程,感到Synopsys得功能很强大,但有一些操作比较复杂。
跟以往我们用的模电的软件不同。
通过这几次COMS 设计实验,让我们将课堂上学习的理论知识运用到实践中,在实验调试的过程中更好地理解了理论知识,并加深了对模拟COMS集成电路设计这门课程的理解。
在COMS实验设计过程中,增益、速度、功耗、电源电压、线性度、噪声和最大电压摆幅这些参数都重要,但在实际的设计中,这些参数中大多数都会互相牵制,这将导致设计变成了多维优化问题。
总的来说,这几次实验通过接触COMS集成电路设计让我获益良多,我学会了除了Multism以外的电路软件,相信这次实验经历很给我带来许多新的体会!。