CMOS异或门集成电路课程设计.
课程设计-cmos模拟集成电路设计
《CMOS模拟集成电路设计》课程设计项目：有源电流镜差分放大器的设计＋－基本目标：设计一个有源电流镜作为负载，输入管为NMOS的差动输入到单端输出的放大器，要求尽可能满足下列要求。
不要求设计偏置电流电路，可以用3uA的恒流源替代。
工艺0.35um Psub Twin-Well CMOS Process A V >140 VDD 3.3V CMRR >30dBVSS 0V PSRR >30dB（V in,com=1.6V）P D越小越好V Out,DC 1.6VRate >1V/usCL 5pF Slew设计要求：（1） 给出满足题目要求的完整电路图（2） 根据设计目标，手工计算各MOS管的尺寸（3） 根据MOS管尺寸，手工验算设计指标是否满足（4） 利用Hspice对电路进行仿真，仿真内容包括：直流输入范围、直流输出范围、交流小信号增益、共模抑制比、电源抑制比、功耗。
（5） 对结果进行分析（6） 比较各项指标，完成下表工艺设计指标计算值仿真值是否达到指标（V IDC=01.6V）V ODC 1.6VP D <33uWA V >140CMRR >30dBPSRR >30dB报告要求：第一部分：题目要求第二部分：设计过程（1） 电路图（2） 详细的计算过程（3） MOS管尺寸汇总表（4） 手工推导验算设计指标（5） 讨论第三部分：仿真过程（1） 仿真电路图（2） 电路网表（3） 直流分析（每一种仿真的电路图、激励、仿真波形、结果分析）（4） 交流分析（每一种仿真的电路图、激励、仿真波形、结果分析）第四部分：结论完成各项指标的设计指标、计算值和仿真值的比较。
给出设计结论。
第五部分：心得体会补充说明：1、仿真报告撰写中波形图的张贴：安装Adobe Acrobat，将波形打印成黑白颜色的pdf，再将pdf中的波形图拷贝到报告中。
不要直接拷屏。
下图是一个波形实例：2、格式：采用本科毕业论文格式要求。
CMOS模拟集成电路设计课程设计
CMOS模拟集成电路设计课程设计概述本设计以CMOS工艺为基础，要求完成一个简单的模拟集成电路的设计。
本课程旨在让同学们获得实践经验，强化相关知识的掌握程度，提高实验能力。
本设计的主要内容包括：基本电路设计、实验测试以及技术文献综述。
设计目标设计一个可靠、高性能且低功耗的CMOS模拟电路。
本设计中，将以一款CMOS 芯片为基础，使用新一代技术来实现其设计方案。
该方案应考虑到多个设计要素，如速度、功耗、面积、噪声等等。
设计过程基本电路设计本设计中的基本电路为一个基本差分放大器电路，该电路的特点是它可以将平衡的差分信号转换成单端输出信号。
差分放大器有以下几个优点：•高CMRR值•提高电压增益•减少同相信号噪声此外，差分放大器也具有以下几个劣势：•增加了复杂度•增加了功耗•增加了芯片面积实验测试完成差分放大器电路设计后，应进行实验测试以验证其性能。
在本设计中需要进行以下测试：•静态电流测试•差分输入电压放大测试•CMRR测试•带宽测试技术文献综述在本设计的最后阶段，应完成技术文献综述。
在这一部分，学生需要在IEEE、ACM、IEEEXPLORE等学术平台中寻找与本设计相关的学术论文，并对其内容进行概述、分析和讨论，以进一步理解CMOS模拟集成电路设计的核心原理。
结论本设计可以让学生获得机会与机器设计专业知识方面的知识和技能，同时将其与实际工程实践相结合。
本设计可用于培养学生的分析、协作以及研究技能，以满足我们日益增长的需求。
对于这些方面的学习，不仅可以从学术上获得好处，还可以为实际工程做好准备，开发出更优秀的产品。
异或门
实验七 CMOS异或门的版图设计
【1】实验名称:CMOS异或门的版图设计
【2】目的：绘制CMOS异或门的版图设计，并对其进行DRC检测和T-Spice模拟仿真。
【3】使用设备和工具：微型计算机一台；Tanner软件
【4】实验时间：2011-05-27
【5】版图设计要求：
1、在做此项目之前明确此项目设计到的技术资料，所用的工艺，此项目设计要求以及规则要求。
2、设置软件环境,即打开L_edit后一定要进行替换设置，具体操作方法见“IC版图设计—Tanner软件基本操作”。
3、设计规则与版图图层定义:弄清楚版图层次，根据工艺设计规则开始绘制版图。
4、CMOS电路图如下所示并给出输入输出端口以及电源和底线。
5、按照前述的设计方法设计出PMOS的W/L=12um/2um、NMOS的W/L=6um/2um的异或门器。
【6】电路图如下图所示：
【7】设计步骤：
1、绘制规格为W/L=12/2的PMOS管
2、新增PMOS 基板节点组件：
3、绘制规格为W/L=6/2的NMOS管
4、NMOS基板节点组件
5、输入输出端口绘制
A端输入
B端输入
F端输出
6、根据电路图的设计，将上述绘制好的图连接起来，结果如下图所示：
7、将CMOS异或门的版图转化成 T-Spice文件。
8、T-Spice模拟：
【8】实验结果如下图所示：
【9】、异或门真值表
A B F
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0 【10】结合仿真图和真值表检测此次实验的正确性，实验证明绘制的异或门版图是正确的。
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异或门集成电路课程设计报告书
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。
CMOS异或门集成电路课程设计.
课程设计任务书学生姓名：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《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
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，复习所设计内容的基本理论知识。
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:目录摘要............................................................................... I•...Abstract ...................................................................................... 1J... 1绪论 (1)2异或门介绍 (2)3仿真电路设计 (3)3.1ORCAD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)4.1L-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。
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姓名：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《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。
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，复习所设计内容的基本理论知识。
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 ...................................................................................................................................... I I 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AY⊕+=(1)=BBABA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）内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，故版本号码直接跳到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V out 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范围内，单从偏置点情况来看，电路工作正常。