推荐-CMOS模拟集成电路设计导论实验报告 精品
模拟CMOS集成电路设计优质课程设计实验报告二级放大器的设计
模拟CMOS集成电路设计课程设计报告--------二级运算放大器旳设计信息科学技术学院电子与科学技术系一、概述:运算放大器是一种能将两个输入电压之差放大并输出旳集成电路。
运算放大器是模拟电子技术中最常用旳电路,在某种限度上,可以把它当作一种类似于BJT 或FET 旳电子器件。
它是许多模拟系统和混合信号系统中旳重要构成部分。
它旳重要参数涉及: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、输入共模与差模范畴、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:设计一种二级运算放大器,使其满足下列设计指标:三、电路分析:1.电路构造:最基本旳二级运算放大器如下图所示,重要涉及四部分: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构成。
PM0和PM1构成差分输入对,使用差分对可以有效地克制共模信号干扰;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旳偏置电流。
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:构成差分对旳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) 故总旳直流开环电压增益A0=A1A2= -g mp0,1g mn2(r op1||r on1)(r on2||r op3) (5) 由于所有旳管子都工作在饱和区,因此对于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 。
COMS模拟集成电路设计Lab2014
1 《CMOS 模拟集成电路设计》实验
实验要求:
(1)、所有实验采用SMIC 0.18um 工艺;
(2)、地点:九教南212实验室;
(3)、完整的电子版实验报告(文件名称格式:学号_姓名.doc )于6月15日17:00
之前提交至邮箱:icedu@ 。
实验内容:
Lab1.
对于下面的放大器,已知 ,502,1um =W ,5.02,1um =L ,5Ω=s R ,3.3V =DD V ,)2sin(5.0V ft V in π=V 5.1=bias V 。
当D R 从 ΩK 1 变化到 ΩK 100 时, ,100KHz =f 请仿真扫描输出电压的变化并给出该放大器的增益随 D R 变化的曲线,画出Ω=K R D 100时电路的版图并进行后仿真。
Lab2.
试设计一个二级运算放大器,假定该放大器单端输出接一个5pF 的电容,并假定供电电压为V 3.3=DD V ,技术指标要求如下:
dB m W V V M Hz V/us diss 701025.1150103≥≤≤≤-≥≥-v dB A P ICMR f SR ,,,,,dB PSRR dB CMRR 60,60≥≥,输出摆幅V 5.1≥。
要求完成放大器电路参数的计算,并完成前后端仿真与优化。
CMOS模拟集成电路设计
CMOS模拟集成电路设计CMOS模拟集成电路是一种基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术实现的集成电路,主要用于设计和制造各种模拟电路,如运放、滤波器、振荡器、功率放大器等。
本文将介绍CMOS模拟集成电路设计的原理、方法和相关技术。
CMOS模拟集成电路的设计原理是基于CMOS技术中的n型和p型金属氧化物半导体场效应晶体管(NMOS和PMOS)。
这两种晶体管互补工作在导通和截止之间,通过改变栅极电压来控制电流的流动。
此外,CMOS技术还使用了源沟道结构和金属氧化物半导体(MOS)的结构特性,以提供可靠的电流和电压增益。
CMOS模拟集成电路设计的方法涉及到几个关键的步骤。
首先,设计师需要进行电路架构设计,确定电路所需的功能和性能指标。
然后,根据电路的需求,设计师需要选择和设计适当的基本电路单元,如差分放大器、共源共极放大器等。
接下来,设计师需要利用各种仿真工具对电路进行模拟和验证,以确保电路的稳定性和可靠性。
最后,设计师需要进行版图设计和布线,生成最终的集成电路布局。
在CMOS模拟集成电路设计过程中,设计师需要考虑到多种因素。
首先,设计师需要选择适当的工艺和器件参数,以满足电路性能和功率需求。
其次,设计师需要进行功耗和噪声分析,以优化电路的能耗和信号质量。
此外,设计师还需要考虑温度和工作条件下电路的性能稳定性。
CMOS模拟集成电路设计中的一项重要任务是电路的性能评估和优化。
设计师可以使用各种技术和工具来提高电路的性能,如电流镜设计、电源抑制技术、反相器结构优化等。
此外,设计师还可以通过器件和工艺的改进来提高电路的性能。
总结起来,CMOS模拟集成电路设计是一项复杂的任务,需要设计师具备深厚的电路和器件知识,以及熟练的仿真和设计工具的使用。
通过深入理解电路原理和方法,设计师可以设计出高性能和可靠的模拟集成电路。
在未来,随着CMOS技术的不断发展和改进,CMOS模拟集成电路将在各种应用领域发挥越来越重要的作用。
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 。
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。
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。
模拟coms实验报告
模拟cmos集成电路课程实验报告反相器原理图设计专业班级姓名指导老师报告时间一.实验目的1 学会创建模型库和单元视图2 了解schematic 设计环境3 学会如何画反相器原理图二.实验内容和步骤1 调用 candence 软件运行虚拟机直接点击三角形运行的图标然后输入icfb命令调用 candence软件,此时会弹出CIW窗口2 创建工作路径库与单元视图进入candence后点击CIW窗口的 file—new—library,此时弹出对话窗口如图Name栏输入库文件名mylib(可以自定义),右侧 Technology File栏选择第二个。
点击OK弹出窗口如3-3,这时让你选择工艺库的我们选择 sto2 这个工艺库点击OK弹出窗口中在library中可以看到我们自己建的模型库 mylib3 画原理图⑴画原理图之前先了解以下几个快捷键i----插入元器件w----连线p----插入输入输出引脚q----查看器件属性f----调节合适的窗口c----复制u----撤销m----移动器件del----删除⑵添加元件n管p管的添加在Schematic Editing窗口中按下快捷键 i 点击Browse弹出Library Browse 窗口然后按图击个个选项然后点击Close,此时又弹出对 p管属性设置的窗口如图,这里 Total Width 设为1.4uM其它不变。
点击Hide此时鼠标箭头上就有了p管的symbol, n管的插入和p管类似,只需把n管的Length改为550Nm⑶添加vdd和gnd按下i点击Browse 弹出Library Browse窗口然后按图点击个个选项然后点击Close,在弹出的窗口点击Hide此时鼠标箭头上就有了 vdd的 symbol, gnd 的插入和 vdd类似。
⑷添加输入输出引脚按下p弹出窗口,在Pin Names 栏填 in,Direction栏选择input点击Hide 此时鼠标箭头上就有了输入的symbol,输出的添加和此类似只需把Direction 栏选择output,到此所有元件添加完成。
电子科大集成电路原理实验报告-CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告
电子科大集成电路原理实验报告-CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告电子科技大学微电子与固体电子学院集成电路原理与设计CMOS模拟集成电路设计与仿真电子科技大学实验报告实验地点:211楼606 实验时间:2014.6.7一、实验室名称:微电子技术实验室二、实验项目名称:CMOS模拟集成电路设计与仿真三、实验学时:4四、实验原理参照实验指导书。
五、实验目的本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置,为IC设计性实验。
其目的在于:根据实验任务要求,综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计,掌握基本的IC设计技巧。
学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法,并进行电路的模拟仿真。
六、实验内容1、UNIX操作系统常用命令的使用,Cadence EDA仿真环境的调用。
2、设计一个运算放大器电路,要求其增益大于40dB, 相位裕度大于60?,功耗小于10mW。
3、根据设计指标要求,选取、确定适合的电路结构,并进行计算分析。
4、电路的仿真与分析,重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析、建立时间小信号特性和压摆率大信号分析,能熟练掌握各种分析的参数设置方法。
5、电路性能的优化与器件参数调试,要求达到预定的技术指标。
6、整理仿真数据与曲线图表,撰写并提交实验报告。
七、实验仪器设备(1)工作站或微机终端一台(2)局域网2(3)EDA仿真软件 1套八、实验步骤1、根据实验指导书熟悉UNIX操作系统常用命令的使用,掌握Cadence EDA仿真环境的调用。
2、根据设计指标要求,设计出如下图所示的电路结构。
并进行计算分析,确定其中各器件的参数。
3、电路的仿真与分析,重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析,能熟练掌握各种分析的参数设置方法。
4、电路性能的优化与器件参数调试,要求达到预定的技术指标。
具体计算步骤如下:(参见模拟CMOS集成电路设计)1. 通过额定功耗和片外电容C计算偏置电路电流以及流进M6,M8电流,再通过相关试验得到相关pmos,nmos的Vth和k和λ,得到m6,m8,m9宽长比并计算密勒电容Cc2. 通过cmr计算m4和m0的宽长比3. 通过GB和Cc求出m2和m5宽长比4. 由m6,m8的Ids电流计算m7宽长比5. 进行电路仿真,观察电路是否符合各方面要求。
北邮_模拟集成电路设计_期末实验报告
模拟CMOS集成电路课程实验报告姓名:杨珊指导老师:韩可学院:电子工程班级:2013211204 学号:2013210926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、电路图当R=1K,当R=10K,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。
实验结果:当Rd=1K时,gm=2735.7u,Av=2.73.当Rd=10k时,gm=173.50u,Av=1.73.由此可知,当R增大时,放大器的性能下降。
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、实验原理平衡态下的小信号差动电压增益Aβ1= β2= β=μn C OX (W/L) 四、实验结果定时,随着R 的增加,增益也减少。
但是由于带宽的限制,我们不能无限地增大W/L.为保证带宽,选取W/L=30,R=30K 的情况下的数值,保证了带宽约为300MHZ ,可以符合系统的功能特性,实验结果见下图。
V D D A ==1.电路图2.幅频特性曲线五、思考题根据计算公式,为什么不能直接增大R实现放大倍数的增大?答:若直接增加Rd,则Vd会增加,增加过程中会限制最大电压摆幅;如果VDD—Vd=Vin—VTH,那MOS管处于线性区的边缘,此时仅允许非常小的输出电压摆幅。
cmos模拟集成电路设计-实验报告
cmos模拟集成电路设计-实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:北京邮电大学实验报告实验题目:cmos模拟集成电路实验姓名:何明枢班级:2013211207班内序号:19学号:2013211007指导老师:韩可日期:2016 年 1 月16 日星期六目录实验一:共源级放大器性能分析 (1)一、实验目的 (1)二、实验内容 (1)三、实验结果 (1)四、实验结果分析 (3)实验二:差分放大器设计 (4)一、实验目的 (4)二、实验要求 (4)三、实验原理 (4)四、实验结果 (5)五、思考题 (6)实验三:电流源负载差分放大器设计 (7)一、实验目的 (7)二、实验内容 (7)三、差分放大器的设计方法 (7)四、实验原理 (7)五、实验结果 (9)六、实验分析 (10)实验五:共源共栅电流镜设计 (11)一、实验目的 (11)二、实验题目及要求 (11)三、实验内容 (11)四、实验原理 (11)五、实验结果 (15)六、电路工作状态分析 (15)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 (17)四、实验原理 (22)五、实验结果 (23)六、思考题 (24)七、实验结果分析 (25)实验总结与体会 (26)一、实验中遇到的的问题 (26)二、实验体会 (26)三、对课程的一些建议 (27)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、实验内容1、启动synopsys,建立库及Cellview文件。
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。
CMOS模拟集成电路设计
《CMOS模拟集成电路设计》一书是一本非常优秀的集成电路设计著作。它不 仅全面介绍了CMOS模拟集成电路设计的原理和方法,还提供了大量的实例和案例 分析,使读者能够更好地理解和掌握这一领域的知识。本书还具有很高的实用价 值,对于从事集成电路设计的工程师和技术人员来说,是一本非常值得一读的著 作。
阅读感受
《CMOS模拟集成电路设计》这本书的目录结构合理、清晰,有助于读者理解 和掌握CMOS模拟集成电路设计的基本原理和方法。本书的作者在介绍这些原理和 方法时,也充分考虑了读者的背景和需求,使得无论是初学者还是专业人士都能 从中受益。
作者简介
这是《CMOS模拟集成电路设计》的读书笔记,暂无该书作者的介绍。
在书中,作者艾伦博士以其深厚的学术功底和丰富的实践经验,将复杂的 CMOS模拟集成电路设计问题化繁为简,使读者能够更好地理解和掌握这一领域的 知识。同时,书中还提供了大量的实例和案例分析,使读者能够更好地将理论知 识应用到实际工程中去。
本书还具有很高的实用价值。书中不仅对CMOS模拟集成电路的设计和实现进 行了全面的介绍,还对CMOS工艺、CMOS器件模型、电路仿真工具等进行了详细的 介绍。这些内容对于从事集成电路设计的工程师和技术人员来说,都是非常宝贵 的资源。
目录分析
《CMOS模拟集成电路设计》是一本由艾伦所著,于2007年8月由电子工业社 的书籍。本书主要介绍了关于CMOS模拟集成电路设计的特点、原理和方法。为了 更好地理解这本书的内容,我们可以首先通过分析其目录来了解其结构和主题。
我们可以看到这本书的目录非常清晰,分为三个主要部分:引言、主体和结 论。这种结构使得读者可以很容易地了解这本书的整体框架和主要内容。
《CMOS模拟集成电路设计》这本书是一本内容丰富、结构严谨、深入浅出的 专业书籍。无论大家是初入此领域的学子,还是已在此领域有所建树的专业人士, 我相信大家都能从中获得有价值的启示和帮助。这本书对于我来说,不仅仅是一 本书,更是一座知识的宝库,它将持续地指引我在CMOS模拟集成电路设计的道路 上不断前行。
cmos模拟集成电路设计_实验报告概论
北京邮电大学实验报告实验题目:cmos模拟集成电路实验姓名:何明枢班级:2013211207班内序号:19学号:2013211007指导老师:韩可日期:2016 年 1 月16 日星期六北京邮电大学电子工程学院2013211207班何明枢CMOS模拟集成电路与设计实验报告目录实验一:共源级放大器性能分析 (1)一、实验目的 (1)二、实验内容 (1)三、实验结果 (1)四、实验结果分析 (3)实验二:差分放大器设计 (4)一、实验目的 (4)二、实验要求 (4)三、实验原理 (4)四、实验结果 (5)五、思考题 (6)实验三:电流源负载差分放大器设计 (7)一、实验目的 (7)二、实验内容 (7)三、差分放大器的设计方法 (7)四、实验原理 (7)五、实验结果 (9)六、实验分析 (10)实验五:共源共栅电流镜设计 (11)一、实验目的 (11)二、实验题目及要求 (11)三、实验内容 (11)四、实验原理 (11)五、实验结果 (15)六、电路工作状态分析 (15)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 (17)四、实验原理 (21)五、实验结果 (23)六、思考题 (24)七、实验结果分析 (24)实验总结与体会 (26)一、实验中遇到的的问题 (26)二、实验体会 (26)三、对课程的一些建议 (27)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、实验内容1、启动synopsys,建立库及Cellview文件。
2、输入共源级放大器电路图。
CMOS模拟集成电路设计与仿真实验指导书
CMOS模拟集成电路设计与仿真实验指导书模拟集成电路原理实验指导书二零一二年五月实验1 集成电路版图识别与提取一、实验目的随着IT产业的迅速发展,集成电路在国民经济和国防建设中的地位日益突出。
IC设计技术尤显重要。
版图识别与提取是微电子IC逆向设计的关键技术。
一方面可借鉴并消化吸收先进、富有创意的版图设计思想、结构。
建立自己的版图库;另一方面通过分析、优化已有版图可将原有芯片的性能加以改进提高。
本实验是基于微电子技术应用背景和《模拟集成集成电路》课程设置及其特点而设置,目的在于:1增加对塑封、陶瓷封装等不同封装形式的感性认识;2 增加对硅圆片、芯片的感性认识;3 学习并掌握集成电路版图的图形识别、电路拓扑结构提取。
4能对提取得到的电路进行功能分析、确定,并可运用EDA软件展开模拟仿真。
二、实验原理本实验重点放在版图识别、电路拓扑提取、版图编辑三大模块,实验流程如下:三、实验内容1.观察典型集成电路的封装形式;2.观察集成电路成品剖片的电路结构;3.观察硅圆片与未封装的芯片;4.在芯片上找出划片槽、测试单管、分布在芯片边缘的压焊点、对位标记,并测出有关图形的尺寸和间距。
仔细观察芯片图形的总体布局,找出电源线、地线、输入端、输出端以及相应的压焊点;6.判断集成电路的工艺类别;7.根据以上判断、提取芯片上图形所示电路图的拓扑结构;复查、修正,并进行仿真验证。
四、实验步骤1.观察典型集成电路的封装形式;2.对集成电路成品剖片的电路结构进行观察;3.观察测试单管。
仔细观察芯片的布局布线,找出电源线和地线。
4.确定芯片工艺类别,分清单个的元件结构,提取版图电路拓扑结构五、实验报告1.版图识别与提取过程总结2.绘出所提版图的电路拓扑结构六、附:版图照片(含铝线照片):金属1层去铝线照片衬底层课下思考练习: 金属1层去铝线照片衬底层实验2CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验目的与意义随着IT产业的迅猛发展,微电子集成电路在通讯、计算机及其他消费类电子产品中的重要地位日益突出,而IC的生产和设计技术水平是决定IC芯片性能的两大要素。
北邮模拟集成电路设计CMOS实验报告
北邮模拟集成电路设计CMOS实验报告实验名称:CMOS集成电路设计实验一、实验目的:1.理解CMOS集成电路的基本原理和设计方法;2.掌握CMOS逻辑门电路的设计过程;3.学会使用EDA软件进行CMOS集成电路的仿真和布局。
二、实验原理:CMOS逻辑门电路常用的基本逻辑门有与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)和异或门(XOR)等。
通过适当的连接和组合可以实现各种复杂的逻辑功能。
三、实验仪器和材料:1.电脑:用于运行EDA软件进行仿真和布局;2. EDA软件:如Cadence、Virtuoso等。
四、实验步骤:1.设计CMOS逻辑门电路。
a.确定逻辑门的功能要求,选择合适的逻辑门类型;b.根据逻辑门的真值表进行逻辑电路的设计;c.根据逻辑电路设计生成CMOS电路原理图。
2.仿真验证电路功能。
a.在EDA软件中加载CMOS电路原理图;b.设置输入信号,并运行仿真进行波形分析;c.验证逻辑门电路的功能和时序响应。
3.进行电路布局。
a.根据设计要求和布局规范进行电路布局;b.确保电路布局符合工艺和物理约束条件;c.生成电路布局图。
4.查看布局成果。
a.在EDA软件中加载电路布局图;b.观察和分析电路布局的效果和问题;c.对电路布局进行进一步优化和调整。
五、实验结果和分析:在实验中,我们选择设计了一个4输入与门电路。
通过EDA软件仿真,我们可以看到当所有输入均为高电平时,输出才为高电平;否则,输出为低电平。
仿真结果符合与门的逻辑功能要求,说明我们的设计是正确的。
同时,我们也进行了电路的布局,保证了电路的正确性和合理性。
通过查看布局成果,我们发现一些电路单元之间的间距不合适,会造成电路性能的影响。
因此,我们对电路布局进行了调整和优化,使其满足工艺和物理要求。
六、实验总结:通过本次实验,我们深入理解了CMOS集成电路的基本原理和设计方法。
通过搭建CMOS逻辑门电路,我们掌握了逻辑电路的设计过程,并借助EDA软件进行了仿真和布局。
北邮-模拟集成电路设计-CMOS-实验报告
模拟CMOS集成电路设计实验报告Synopsis电路仿真实验学院:电子工程学院班级:学号:姓名:指导教师:尹露目录实验一:共源极放大器性能分析 (4)一、实验目的 (4)二、实验内容 (4)三、实验步骤 (4)1. 启动软件 (4)2. 电路原理图绘制 (5)3. 电路仿真 (5)四、实验电路图 (6)五、频率特性曲线 (6)六、实验结果分析与结论 (8)1. 实验器件参数 (8)2. 实验条件 (8)3. 仿真结论 (9)实验二:各类共源极放大器特性分析 (10)一、实验目的 (10)二、实验内容 (10)三、实验步骤 (10)四、电路元件参数对放大电路的影响 (11)1. 实验电路图 (11)2. 测量输出电阻电路图 (12)3. 仿真结果 (13)4. 结果分析 (14)五、用二极管连接作为负载对放大电路的影响 (15)1. 实验电路图 (15)2. 测量输出电阻电路图 (16)3. 仿真结果 (17)4. 结果分析 (18)六、电流源作为负载对放大电路的影响 (18)1. 实验电路图 (19)2. 输出电阻电路图 (20)3. 仿真结果 (20)4. 结果分析 (21)七、共源极作为负载对放大电路的影响 (21)1. 实验电路图 (22)2. 输出电阻电路图 (22)3. 仿真结果 (23)4. 结果分析 (24)实验三:差分放大器设计 (25)一、实验目的 (25)二、实验准备 (25)三、差分放大器的设计方法 (25)四、电路的设计要点 (25)五、实验内容 (26)六、实验步骤 (26)七、实验原理图 (26)八、实验电路图 (27)九、实验结果 (28)1. 幅频特性曲线 (28)2. 不同MOS管宽长比和电阻对应放大倍数 (29)3. 结果分析 (30)十、遇到的问题与解决方法 (31)十一、实验总结与感受 (31)实验一:共源极放大器性能分析一、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。
模拟集成电路实验报告
CMOS放大器设计实验报告一、实验目的1.培养学生分析、解决问题的综合能力;2.熟悉计算机进行集成电路辅助设计的流程;3.学会适应cadence设计工具;4.掌握模拟电路仿真方法6.掌握电子电路、电子芯片底层版图设计原则和方法;7.掌握使用计算机对电路、电子器件进行参数提取及功能模拟的过程;8.熟悉设计验证流程和方法。
二、实验原理单级差分放大器结构如下图所示:在电路结构中,M2和M3组成了NMOS差分输入对,差分输入与单端输入相比可以有效抑制共模信号干扰;M0和M1电流镜为有源负载,可将差分输入转化为单端输出;M5管提供恒定的偏置电流。
三、实验要求设计电路使得其达到以下指标:1.供电电压:2.输入信号:正弦差分信号3.共模电压范围为4.差分模值范围5.输出信号:正弦信号6.摆率大于7.带宽大于8.幅值增益:9.相位裕度:10.功耗:11.工作温度:四、差分放大器分析1、直流分析为了使电路正常工作,电路中的MOS管都应处于饱和状态。
1.1 M2管的饱和条件:1.2 M4管的饱和条件:2.小信号分析小信号模型如下:由图可得:2.1 增益分析其中2.2 频率响应分析由小信号模型易知:其中3.电路参数计算3.1确定电流根据摆率指标:根据功耗指标易知:根据带宽指标:综上,取:3.2宽长比的确定M4与M5:电流源提供的电流为,参数设为,根据电流镜原理,可以算出M2与M3:带入数据可得取值为20,则取M0与M1:这两个PMOS管对交流性能影响不大,只要使其下方的管子正常开启即可,实验中取值:五、仿真结果1、幅频特性设置激励如下:信号名称信号类型参数VDD直流V=3.3VGND直流V=0VVin+交流小信号幅值1mV,频率50KHz直流电压1.65V,初相0 Vin-交流小信号幅值1mV,频率50KHz电压1.65V,初相180进行ac仿真,仿真结果如下:增益,,相位裕度为,满足指标要求。
2、摆率仿真通过加入方波激励进行测试摆率信号名称信号类型参数VDD直流V=3.3VGND直流V=0VVin+方波V1=0V,V2=3.3V周期2,占空比50%Vin-方波V1=3.3V,V2=0V周期2,占空比50%仿真结果如下:得到:满足指标要求。
CMOS实验报告南通大学
南通大学CMOS模拟集成电路设计实验报告姓名:班级:学号:指导老师:实验一 HSPICE实践1、Vgs固定时,NMOS的I/V特性曲线*nmos_I-V_testmn0 vout vin 0 0 NM w=2u l=1u.lib 'C:\synopsys\h06mixddct02v23.lib'ttv1 vin 0 2v2 vout 0 1.dc v2 0 5 0.1.probe i1(mn0).end2、改变W/L,W/L=4u/0.6u*nmos_I-V_testmn0 vout vin 0 0 NM w=4u l=0.6u.lib 'C:\synopsys\h06mixddct02v23.lib'ttv1 vin 0 2v2 vout 0 1.dc v2 0 5 0.1.probe i1(mn0).end3.在不同Vgs下,Vgs从0到5v验证I/V特性曲线*nmos_I-V_testmn0 vout vin 0 0 NM w=4u l=0.6u.lib'C:\synopsys\h06mixddct02v23.lib'ttv1 vin 0 2 0v2 vout 0 1 5.dc v2 0 5 0.1 v1 0 5 0.5.plot dc v(vout) id(mn0).probe.end1.4 温度从0到80℃仿真I/V特性曲线*nmos_I-V_testmn0 vout vin 0 0 NM w=2u l=1u.Model NM NMOS vt0=0.7 kp=110u gamma=0.4 lambda=0.04 phi=0.7 v1 vin 0 2v2 vout 0 1.dc v2 0 5 0.1 temp 0 80 20.probe i1(mn0).end1.5、Vds固定时,仿真NMOS的I/V特性曲线*nmos_I-V_testmn0 vout vin 0 0 NM w=2u l=1u.lib'C:\synopsys\h06mixddct02v23.lib'ttv1 vin 0 2v2 vout 0 1.dc v1 0 5 0.1.probe i1(mn0).end1.6 COMS反相器,Pmos的w/l为4u/0.6u,Nmos的w/l为2u/0.6u,Vdd为5v,输入pwl(0 0 5u 5)仿真得输出波形。
模拟cmos集成电路实验报告
模拟CMOS集成电路设计实验报告反相器原理图设计学院机械与电子工程学院班级学号姓名指导老师报告时间 2015.6.2一、实验目的1.学会创建模型库和单元视图2.了解schematic 设计环境3.学会如何画反相器原理图二、实验内容和步骤1 调用candence 软件运行虚拟机直接点击三角形运行的图标然后输入icfb命令调用candence软件,此时会弹出CIW 窗口2 创建工作路径库与单元视图进入candence 后点击CIW 窗口的file—new—library,此时弹出对话窗口如下图,Name栏输入库文件名myfxq,右侧Technology File栏选择第二个。
点击OK 弹出如下窗口,这时让你选择工艺库的我们选择sto2 这个工艺库点击OK 弹出窗口中在library中可以看到我们自己建的模型库myfxq。
选中自己建好的模型库然后点击上面的File—cellview 弹出如下图窗口library name 栏不用改,cell name 栏可以自定义toll栏选择第一个则view name 栏自动为schematic。
点击OK 就弹出Schematic Editing 窗口到此单元视图也建好了。
3 画原理图⑴画原理图之前先了解以下几个快捷键:i----插入元器件w----连线p----插入输入输出引脚q----查看器件属性f----调节合适的窗口c----复制u----撤销m----移动器件del----删除⑵添加元件n管p管的添加在Schematic Editing 窗口中按下快捷键i 弹出窗口如下图点击Browse弹出Library Browse进行p管添加,再对p 管属性设置的窗口如下图,这里Total Width 设为1.4uM其它不变。
点击Hide此时鼠标箭头上就有了p管的symbol,n管的插入和p管类似,把n管的Length 改为550nm,total width为700nm。
cmos模拟集成电路设计-实验报告
cmos模拟集成电路设计-实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:北京邮电大学实验报告实验题目:cmos模拟集成电路实验姓名:何明枢班级:2013211207班内序号:19学号:2013211007指导老师:韩可日期:2016 年 1 月16 日星期六目录实验一:共源级放大器性能分析 (1)一、实验目的 (1)二、实验内容 (1)三、实验结果 (1)四、实验结果分析 (3)实验二:差分放大器设计 (4)一、实验目的 (4)二、实验要求 (4)三、实验原理 (4)四、实验结果 (5)五、思考题 (6)实验三:电流源负载差分放大器设计 (7)一、实验目的 (7)二、实验内容 (7)三、差分放大器的设计方法 (7)四、实验原理 (7)五、实验结果 (9)六、实验分析 (10)实验五:共源共栅电流镜设计 (11)一、实验目的 (11)二、实验题目及要求 (11)三、实验内容 (11)四、实验原理 (11)五、实验结果 (15)六、电路工作状态分析 (15)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 (17)四、实验原理 (22)五、实验结果 (23)六、思考题 (24)七、实验结果分析 (25)实验总结与体会 (26)一、实验中遇到的的问题 (26)二、实验体会 (26)三、对课程的一些建议 (27)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、实验内容1、启动synopsys,建立库及Cellview文件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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:60-80dB
0dB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。
如此类似调整电容大小及MOS管的宽长比,最后达到的最好结果是带宽213MHz,相位裕度48度,增益一直为61dB,相位裕度差一点。
我想好好调器件宽长比就肯定能跳出最后结果。
下图显示出了MOSFET的Id,Vgs,Vds,gm的值。
根据Id计算功耗为:
P=Vdd*I=1.8*(17.236u+20.7687u+58.7987u)= 174.24612uW,满足设计要求。
由于我时间不够,而且在自己实验室连接IClab的设计软件时,总是无缘无故自动关闭,且关了之后不能修改,所以我没来得及把参数一一细细调好。
3.折叠式共源共栅运放
我还设计了一种折叠式共源共栅管,
仿真结果:相位裕度65度,带宽26MHz,增益57.21dB,没多花时间好好调宽长比,折叠式共源共栅运放理应增益较高。
四.实验心得与体会
本实验对设计运放的要求是增益、带宽、相位裕度、功耗,我做完实验后觉得,最好先调好直流参数,如果直流参数调好,每个管子都工作在饱和区,那么增益一般都会达到60dB。
调好增益后再调带宽,我觉得可能是因为我选用了标准两级运放,这种结构带宽并不高,所以花了一些时间改宽长比把带宽提高到200MHz 。
满足了增益和带宽后,在满足60度的相位裕度就难了,因为我设计的运放增益和带宽本来就不高,要提高相位裕度,必须要降低增益和带宽,使得这两个参数有难以达到要求,所以最后满足增益和带宽要求,相位裕度最大只能做到48度。
加了密勒电容后,由于
RC f π21= 使得电容增大,带宽减小。