模拟集成电路设计高数帮
模拟cmos集成电路设计实验
模拟cmos集成电路设计实验实验要求：设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。
单级放大器设计在课堂检查，两级运算放大器设计需要于学期结束前，提交一份实验报告。
实验报告包括以下几部分内容：1、电路结构分析及公式推导（例如如何根据指标确定端口电压及宽长比）2、电路设计步骤3、仿真测试图（需包含瞬态、直流和交流仿真图）4、给出每个MOS管的宽长比（做成表格形式，并在旁边附上电路图，与电路图一一对应）5、实验心得和小结单级放大器设计指标两级放大器设计指标实验操作步骤：a.安装Xmanagerb.打开Xmanager中的Xstartc.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码Host：202.38.81.119Protocol: SSHUsername/password: 学号（大写）/ 学号@567& （大写）Command : Linux type 2然后点击run运行。
会弹出xterm窗口。
修改密码输入passwd，先输入当前密码，然后再输入两遍新密码。
注意密码不会显示出来。
d.设置服务器节点用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况，尽量选择负载轻的机器登陆，（注：mgt和rack01不要选取）选择节点，在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写，??为节点名)如选择13号节点，则输入ssh –X c01n13e.文件夹管理通常在主目录中，不同工艺库建立相应的文件夹，便于管理。
本实验采用SMIC40nm工艺，所以在主目录新建SMIC40文件夹。
在xterm中，输入mkdir SMIC40然后进入新建的SMIC40文件夹，在xterm中，输入cd SMIC40.f.关联SMIC40nm 工艺库在xterm窗口中，输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)将以下内容拷贝到新文档中。
SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.libDEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf保存为cds.lib 。
模拟集成电路设计概论2
MOS电容
G
①
关断：
C GD C GS WC C GB WLC
ox
C d / WLC
WLC
ox
ov
ox
Cd
S
CGS
CGD D
②
线性区：
C GD C GS 1 2 WC
ov
C GB 0
③
C SB
CGB
CDB
饱和区：
C GS 2 WLC
ov
C GD
3 WC
模拟集成电路的特点和应用
MOST IDS versus VGS and VDS
MOS晶体管的电流方程
截止区 线性区
V GS V TH
V DS V GS V TH
ID 0
I D n C ox W 1 2 V GS V TH V DS V DS L 2
MOS管交流小信号特性
饱和区衬底跨导：
g mb I D V BS n C ox W L
V GS
V TH
V TH V BS
V TH V BS
V TH V SB 2
2 F V SB
共源放大器
理想电流源负载
High gain ? Low VGS-VT and large L !!!
共源放大器
Gain, Bandwidth and Gain-bandwidth
共源放大器
Gain Av , BW and GBW
共源放大器
ov
MOST fT
精品教程-模拟集成电路共45页文档
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
精品教程-模拟集成电路
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他 而有收 益。-- 马钉路 德。
第6章模拟集成电路 (3)-59页PPT资料
一般ro在几百千欧以上
6.1.1 BJT电流源电路
2. 微电流源
IOIC2IE2 VBE1 VBE2 Re2
V BE R e2
由于 VBE 很小，
所以IC2也很小。
ro≈rce2（1＋
Re2 ）
rbe2 Re2
（参考射极偏置共射放大电路的输出电阻 Ro）
6.1.1 BJT电流源电路
6.2.3 源极耦合差分式放大电路
1. CMOS差分式放大电路
单端输出差模电压增益
vo2＝(id4-id2)(ro2// ro4)
[gmv2id(gmv2id)](ro2// ro4)
＝gm vid（ro2 // ro4）
Avd
vo2 v id
＝ gm(ro2 // ro4 )
与双端输出相同
2. MOSFET多路电流源
IREFID0 Kn0(VGS0 VT0)2
ID2
W2 W1
/ /
L2 L1
IREF
ID3
W3 W1
/ /
L3 L1
IREF
ID4
W4 W1
/ /
L4 L1
IREF
6.1.2 FET电流源
3. JFET电流源
(a) 电路
(b) 输出特性
重庆工学院
6.2 差分式放大电路
6.2.1 差分式放大电路的一般结构 6.2.2 射极耦合差分式放大电路 6.2.3 源极耦合差分式放大电路
6.2.1 差分式放大电路的一般结构
1. 用三端器件组成的差分式放大电路
6.2.1 差分式放大电路的一般结构
2. 有关概念
vid=vi1vi2差模信号
vi c=12(vi 1vi 2) 共模信号
模拟CMOS集成电路设计 拉扎维 ——复旦大学课件
参杂半导体
• 掺入三家获五价原子，提供一个载流子。
• N型：掺入五价元素，如磷（P)、砷（As），
提供一个电子，电子导电。
若：ND 是参杂浓度，D代表施主浓度 多子（电子）浓度： nn = ND
少子（空穴）浓度：
Pn
=
n
2 i
/
ND
• P型：掺入三价元素，如硼（B)，
提供一个空穴，空穴导电。
若：NA 是参杂浓度，A代表施主浓度 多子（空穴）浓度： Pp = NA
参数化模块/单元 layout
宏模型 Matlab…
器件
器件特性
版图描述 design rule
器件模型 spice model
模拟集成电路的应用
• 模拟电路本质上是不可替代的
– 自然界是“模拟”的
• 集成传感器、显示驱动 • 模数和数模转换
– 数字信号经过传输后à模拟信号
• 无线和有线通讯 • 磁盘驱动
单极点低通Gm-C滤波器
Gm由偏置电流或电压确定，易受工艺、温度和电源 电压变化的影响
磁盘驱动器中的模块电路（2)
• 模数转换器(ADC)
– 6位ADC， – 由VCO提供采样时钟。采样频率由数字时钟恢复电路控
制。 – 偏移控制：采集63个比较器的失调电压，反馈到输入
端，抵消由此引起的失真。
• 数字信号处理
dQn dVR
=
ε 0ε si 2 ΦB
qN D + VR
1
2
=
Cj0
1
1
+
VR ΦB
2
C j0
=
ε
0ε si qN 2Φ B
D
2
= ε0εsi xn
模拟cmos集成电路设计课后答案中文
模拟cmos集成电路设计课后答案中文【篇一：北邮模拟cmos集成电路设计实验报告】=txt>姓名学院专业班级学号班内序号实验一: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、电路图2、仿真图四、实验结果分析器件参数：nmos管的宽长比为10，栅源之间所接电容1pf，rd=10k。
实验结果：输入交流电源电压为1v，所得增益为12db。
由仿真结果有：gm=496u，r=10k，所以增益av=496*10/1000=4.96=13.91 db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.对所设计电路进行设计、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、实验结果随着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=30，r=30k的情况下的数值，保证了带宽，可以符合系统的功能特性，实验结果见下图。
1.电路图【篇二：集成电路设计王志功习题答案1-5章】划分，集成电路的发展已经经历了哪几代？它的发展遵循了一条业界著名的定律，请说出是什么定律？晶体管-分立元件-ssi-msi-lsi-vlsi-ulsi-gsi-soc。
Allen-CMOS模拟集成电路设计—公式推导2009版
CMOS模拟集成电路设计公式推导Allen著（第二版）因为书中部分公式没有给出完整的推导，有的也没有给出方程，其中部分例题只有结果，这里我们花了点时间，将书中这些不详细的地方，重新整理了一遍，希望对大家CMOS模拟集成电路的学习有所帮助。
说明：1.第一章、第二章中没有什么需要补充，所以这里就没有列出；2.公式推导为第三、四、五、六章；3.希望有人能够完成剩余的部分章节，对以后大家的学习会起到很大的帮助；4.因水平有限，在原理上还有需要改进的地方，恳请大家提出批评及建议********************；第三章1、 线性区——>饱和区 P61MOS 管工作的这两个区，从D DS i v -曲线中，我们可以看到，他们有一个临界点，那么在这个临界点上，他们的电流表达式应该是一致的，推导过程如下： 由于线性区的电流表达式为：()2DS D NGS T DS v W i K V V v L ⎡⎤=--⎢⎥⎣⎦0D S G S T v V V <≤- 两个区的临界条件为()DS sat GS T v v V =- ，那么只要将该条件带至上式就可以得到饱和区的漏极电流（此漏极电流没有考虑沟道长度调制效应） 得：()22D NGS T W i K v V L=- 0G S T D S v V v <-≤图1 MOS 管的D DS i v -曲线2、 MOS 跨导常见的几种表达形式形式1：()(1)D m GS T DS GS i Wg K v V v v Lλ∂==-+∂（跨导的定义：考虑了沟道长度调制效应） 下面一种形式忽略了沟道长度调制效应 形式2： ()2D m GS T GS T i W g K v V L v V =-===- (其中()22D GS T W i K v V L=- )3、 MOS 管的沟道电导()211D D ds GS T DS DS dsi i W g K v V v L v r λλλ∂==-⨯=⨯≅∂+ 其中饱和区漏极电流()2(1)2D NGS T DS W I K V V V Lλ=-+， 一般称ds r 为MOS 管的输出电阻，有些书中为0r4、 例3.3-1 ，P72图2 N 型、P 型MOS 管的常用正符号该例题只要把书中表3.3-1的公式代入数值计算即可： N 管为：105/m g uA V =≅12.8/mb g uA V ==≅10.04502/ds D g I V uA uA V λ-≅=⨯=P 管为：70.7/m g uA V=≅1270.7/12.0/mb mg g uA VuA V===≅10.0550 2.5/ds D g I V uA uA Vλ-≅=⨯=第四章1、 MOS 管的输出电阻，式4.3-2，P103图3 电流漏及其电流电压特性因为MOS 官的饱和区漏极电流()2(1)2D N GS T DS W I K V V V Lλ=-+， 那么()211111DS out D D D dsN GS T DSv r I W I I g K v V L v λλλλ+===≅=∂-⨯∂ 2、 MOS 管的输出电压范围，式4.3-3 ，P103图4 电流源及其电流电压特性Pmos 管的饱和条件为 S D S G T Pv v V ≥- 则 S D S G T Pv v v v V -≥-- D G TP v v V ≤+即 o u t G G T P v v V ≤+3、 式4.3-4，P104图5 CASCODE 结构及其小信号模型使用节点法22222()/out m gs mb bs out out ds i g v g v v i r r =++- 2222222out ds m gs ds mb bs ds out out i r g v r g v r v i r =++- 222222out out ds m gs mb bs ds v i r r g v g v r =（+）-（+）其中 22gs bs out v v i r ==-， 所以()2222outout ds m mb ds outv r r r g g r r i ==+++⎡⎤⎣⎦ 又因为一般情况下，10100m mb ds g g g ≅≅所以有时在计算中常略去mb g 、ds g ，以后也会经常遇到这样的近似， 所以 22()out m ds r g r r ≅注：CASCODE 结构很重要，其输出电阻应做为结论来记忆4、 例4.3-1 ，P105，图6 CASCODE 结构及其小信号模型该例题的计算，只要将上面讲到的结论性的公式代入数值即可： （a ）1112500.04100out D r K I V uAλ-≅==Ω⨯ （b）148/m g uA V =≅所以221()148/2502509.25out m ds ds r g r r uA V M ≅=⨯Ω⨯Ω=Ω5、 式4.5-12，P112通过流过M1的电流和流过R 的电流相等有：1122GS GS T V I V V I R β=-==2（）21GS T I R V V ==+6、 威尔逊电流源的输出电阻，P114图7 威尔逊电流镜该推导过程比较复杂，我们只要画出小信号模型，写出out out v i -的方程就可以得到输出电阻，由小信号模型有：23333322()1ds out out gs m mb bs ds outm ds r v i v g g v r i g r =--++233333322()()1ds out ds out gs m mb bs ds m ds r v r i v g g v r g r =+-++下面工作就是想办法把右边的等效为 out i 与某项的乘积，然后out i 移至左边，剩下的就是输出电阻。
拉扎维模拟CMOS集成电路设计第二章作业答案详解完整版中文全
1.8)(Vin
Vout ) (Vin
Vout )2 ]R1
第十九页，共38页。
2.9 对于图2.46的每个电路，画出IX和VX关于时间的函数曲线
图。C1的初始电压等于3V。
Ix
Vx
(a) λ=γ=0 , VTH=0.7V，Vb>VTH 当Vb-0.7 ≤ VX≤3V时，M1工作在饱和区
Vb
` C1
M1
Ix
1 2
nCOX
W L
(Vb
0.7)2
dQ Ixdt CdVX
dV Vx (t )
3V
X
t
0 I xdt
VX
(t)
3
1 2
nCOX
W L
(Vb
0.7)2
t
当VX< Vb-0.7时，M1工作在线性区，则
Ix
1 2
nCOX
W L
[2(Vb
0.7) VX
VX2 ]
第二十页，共38页。
当VX< Vb-0.7时，M1工作在线性区，则
1 2
nCox
WLVSBV=0GS
-
VVSB>0 TH
+
VBS
-
2
VDS
-
当VGS>VDS+VTH时，MOS工作在三极管区（线性区）
ID
nCox
W L
VGS
VTH
VDS
1 2
VD2S
VTH
VGS
VTH0 VTH1
VGS
VDS+VTH1 VDS+VTH0
VDS3+VTH VDS2+VTH VDS1+VTH
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模拟集成电路设计高数帮
【原创实用版】
目录
1.模拟集成电路设计概述
2.高数在模拟集成电路设计中的应用
3.模拟集成电路设计中常用的高数工具和方法
4.模拟集成电路设计高数帮助的重要性
5.结论
正文
一、模拟集成电路设计概述
模拟集成电路设计是电子工程领域的一个重要分支，主要负责处理连续信号。
相较于数字集成电路设计，模拟集成电路设计更注重信号的模拟处理，如放大、滤波、数据转换等。
在模拟集成电路设计中，数学工具起到了至关重要的作用，尤其是高等数学。
二、高数在模拟集成电路设计中的应用
在模拟集成电路设计中，高等数学的应用非常广泛，包括微积分、线性代数、概率论和统计等内容。
以下是一些具体的应用场景：
1.微积分：在模拟集成电路设计中，微积分被用于分析信号的特性，如幅度、频率、相位等。
此外，微积分还被用于计算电路元件的电压、电流等参数。
2.线性代数：线性代数在模拟集成电路设计中的应用主要体现在电路分析和信号处理方面，如矩阵运算、行列式计算等。
3.概率论和统计：概率论和统计在模拟集成电路设计中主要应用于信号处理和噪声分析，如信号的概率分布、噪声的统计特性等。
三、模拟集成电路设计中常用的高数工具和方法
在模拟集成电路设计过程中，工程师们通常会用到一些高数工具和方法，如：
1.mathematica：一款强大的数学软件，可以进行各种高数运算和模拟。
2.MATLAB：一款广泛应用于工程领域的高数软件，可以进行信号处理、矩阵运算等。
3.符号计算：一种基于计算机的高数方法，可以对电路进行符号级分析，如求解微分方程、计算矩阵特征值等。
四、模拟集成电路设计高数帮助的重要性
在模拟集成电路设计中，高数帮助具有非常重要的意义：
1.提高设计效率：通过高数工具和方法，可以大大简化计算过程，提高设计效率。
2.提高设计精度：高数方法可以对电路进行精确分析，提高设计精度。
3.促进技术创新：高数发展促进了模拟集成电路设计技术的创新，为新型电路设计提供了可能。
五、结论
总之，高等数学在模拟集成电路设计中发挥着关键作用，对于提高设计效率和精度具有重要意义。