CMOS反相器数电实验报告

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实验三 CMOS反相器瞬态特性

实验三CMOS反相器瞬态特性姓名学号➢CMOS反相器上升、下降及延迟时间1.为实验二中新建的CMOS反相器“inv”建立逻辑符号“symbol”，“checkand save”没有error之后将其截屏粘贴复制到以下空白中：通常作为输入脉冲的上升时间和下降时间均为10ps，除此之外，其它参数可以自由设定（如Delay time = 10ns，Pulse width=20ns，Period=50ns），但要与最终总的瞬态仿真时间对应起来。

3.将脉冲电压源vpulse的参数设置好以后，在模拟环境（AnalogEnvironment）中选择运行瞬态仿真“tran”，只需给定总的仿真时间，然后选择plot输入与输出节点。

在开始运行之前，可以预先估计一下会得到什么样的波形，然后与仿真后得到的波形相对比，并将仿真得到的波形截屏粘贴在以下空白处：4.在波形窗口中，使用“Trace —> Delta cursor”观察，比较并记录输出电压中对应的上升时间t r和下降时间t f（10%~90%）。

思考：输出电压中的上升时间和下降时间分别是由哪个晶体管决定？在采取同样参数设计的情况下，为什么会存在着上升下降时间的不同？上升时间由P管的尺寸决定，下降时间由N管的尺寸决定由于导电因子迁移率不同，所以对称设计的上升下降时间不同5.参照讲义，观察并记录输出电压由高到低变化时对应的延迟时间t PHL和由低到高变化时对应的延迟时间t PLH，并计算总的延迟时间t pdtPHI=21.724pstPLH=68.860pstPD=45.292ps6. 通过修改PMOS管和NMOS管的宽长尺寸，将输出电压中的上升时间和下降时间调到大致相等，记录优化后的两管宽长尺寸及其宽长比的比值(W/L)PMOS/(W/L)NMOS。

将上述宽长比的比值与实验二中逻辑阈值等于0.9V 时的宽长比的比值做比较，看它们是否一样？最后，将放大后带有“Delta cursor”的输入输出曲线上升和下降部分分别截屏并粘贴到以下空白处。

反相器实训报告

一、实验目的1. 理解反相器的工作原理，掌握反相器的设计方法；2. 学习使用模拟电路设计软件，进行反相器电路的搭建与仿真；3. 提高动手实践能力，培养团队协作精神。

二、实验原理反相器是一种基本的逻辑门电路，其功能是将输入信号进行反转输出。

本实验采用CMOS反相器，由P型MOSFET和N型MOSFET组成。

当输入信号为高电平时，P型MOSFET导通，N型MOSFET截止，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，P 型MOSFET截止，N型MOSFET导通，输出信号为高电平。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：示波器、信号发生器、电源、面包板、导线等；2. 实验材料：CMOS集成电路芯片、电阻、电容等。

四、实验步骤1. 设计反相器电路：根据实验要求，设计一个简单的CMOS反相器电路，并绘制电路原理图。

2. 电路搭建：按照电路原理图，在面包板上搭建反相器电路，包括P型MOSFET、N型MOSFET、电阻、电容等元件。

3. 信号输入：使用信号发生器产生不同幅值的正弦波信号，作为反相器的输入信号。

4. 信号采集：使用示波器分别测量反相器的输入信号和输出信号，观察信号的变化。

5. 数据分析：分析反相器的输入输出特性，验证反相器的工作原理。

6. 仿真实验：使用模拟电路设计软件，对反相器电路进行仿真实验，观察仿真结果与实际实验结果是否一致。

五、实验结果与分析1. 实验结果通过实际搭建电路和仿真实验，观察到了以下现象：（1）当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。

（2）实际实验和仿真实验结果基本一致，说明实验设计合理，电路搭建正确。

2. 数据分析（1）输入输出特性：反相器的输入输出特性如图1所示。

当输入信号为高电平时，输出信号为低电平；当输入信号为低电平时，输出信号为高电平。

（2）电路功耗：反相器的功耗主要来源于电阻和电容的功耗。

在本实验中，电路功耗较小，约为几毫瓦。

六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了反相器的工作原理，学会了反相器的设计方法。

CMOS反向器版图设计实验报告

上海电力学院VLSI原理和设计报告题目：CMOS反向器的版图设计院系：电子与信息工程学院专业：电子科学与技术年级：姓名：学号：指导老师：刘伟景一、实验目的1、熟悉virtuoso editing、LSW设计窗口及操作2、熟练掌握设计快捷键的操作3、培养CMOS数字集成电路设计中减小芯片面积的设计技巧和方法的能力4、认识版图数据文件二、实验设备硬件环境：英特尔I5 PC机、SUN BLADE工作站软件环境：solaris操作系统、Cadence集成电路设计软件三、实验内容实验一UNIX上机实验（１）实验内容及步骤：1．在主目录/home/student/stu231 或/home/student/stu231创建自己的子目录(姓名全拼)。

注意：以后的新建文件和目录全部都在子目录中进行。

2．对根目录进行详细列表并将结果存入自己的子目录下新文件lsl.log中，并用cat命令显示该文件内容，再用file命令查看该文件类型。

3.用cat命令将自己建立的lsl.log文件扩展3次形成一个新文件ls2.log，并用more命令显示该文件内容，统计该文件的行数，并将此信息追加到文件末尾。

4.对自己的子目录打包后压缩，查看形成的新文件信息后，在进行解压和解包。

5.为自己创建一个新的目录new，将自己原目录下的文件拷贝到新目录new中。

6.删除新目录及其下的所有文件。

7.用定向的方法把who命令形成的结果保存到文件who.log中，并查看该文件内容。

8.用chmod命令修改文件who.log的可执行权限使其成为可执行文件，并运行该文件查看结果。

9.进入VI编辑器再次修改文件who.log的内容，其内容为对目录的详细列表，并使改变who.log的可执行权限，使得其权限形式为“r w x r- x r - -”。

并执行之。

实验二：UNIX上机实习（续）10．进入VI编辑器修改lsl.log文件内容，利用全局替换命令将“root”修改为“stu”。

数字集成电路实验-反相器实验报告

第三次实验课反相器（下）实验日期：20142.3 分析如下电路，解答下列问题上面的电路用两种方式实现了反相器，左图只使用了NMOS ，右图则使用了CMOS(NMOS 和PMOS)。

试完成：V F 3.0-=φ1.仿真得到两个电路的VTC 图形答：红色的为仅用NMOS 实现的反相器的VTC 图形；蓝色的为使用CMOS 的反相器的VTC 图形,如图：2.计算两种电路的V OH ，V OL 及V M 。

可参考波形确定管子的工作状态。

答：①当Vin=2.5V 时，N 管导通有在体偏置条件下阀值电压公式：)22(0F SB F T T V V V φφγ-+-+=()()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=22220'2011'222'OL OL T in n DS DS T GS M M n d DSAT DSAT T DD M M n DSAT V V V V L W k V V V V L W k I V V V V L W k I （M2速度饱和）将下列数据代人VV V A k V V V D SAT n F T 63.0,/10115,3.0,43.026'0=⨯=-==-φ25.075.0,25.0375.01122==M M M M L W L W解得： V V OL 2875.0=当Vin=0V 时，N 管截止，Vout=OH V =2.5V求解M V :当out in V V =时，由于GS DS V V =，M1工作在饱和区此时流过M1（速度饱和）的电流为：()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=22011'1DSAT DSAT T in M M n DSAT V V V V L W k I （1）流过M2的电流为（速度饱和）()⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡---=2222'2DSAT DSAT T out DD M M n DSAT V V V V V L W k I (2) )22(0F SB F T T V V V φφγ-+-+=（3）M out in SB V V V V ===联立方程解得M V =1.017V②对于CMOS 器件当Vin=0时，V V V out O H 5.2==当Vin=2.5时，V V V out O L 0==求解M V :当out in V V =时，由于GS DS V V =，NMOS 与PMOS 工作在饱和区由于T M D SAT V V V -<，此时已经发生了速度饱和（参考波形）代入，联立解得：将下列数据V V V V V V V V V A k V A k L W k k L W k k V k V k r r V V V r V V V V V V V V k V V V V k DSATp DSATn Tp Tn p n pp p p nn n n DSATnn DSATpp DSAT TP DD DSAT Tn M DSATp Tp DD M DSATp p DSATn Tn M DSATn n 1,63.04.0,43.0,/1030,/101151)2/()2/(0)2/()2/(26'26'''-==-==⨯-=⨯====+++++==---+----M V =1.132315968V3.哪一种结构的反相器的功能性更好，为什么？(噪声容限，再生性，过渡区增益)答：CMOS 反相器更好。

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。

cmos反向器电路设计实验报告

cmos反向器电路设计实验报告CMOS反向器电路设计实验报告摘要：本实验通过设计和实现CMOS反向器电路，验证其基本功能和性能。

通过实验测试，我们评估了反向器的输入电压和输出电压之间的关系，以及其延迟时间和功耗等性能指标。

实验结果表明，所设计的CMOS反向器电路具有较高的性能和可靠性。

引言：CMOS（互补金属氧化物半导体）技术是集成电路设计中最常用的工艺之一，其具有功耗低、噪声抑制能力强等优点，在现代电子设备中得到广泛应用。

反向器是CMOS电路中最基本的逻辑门，其功能是将输入信号反转输出。

本实验旨在通过设计和实现CMOS反向器电路，验证其基本功能和性能。

材料与方法：1. 实验所需材料：- 电路设计软件（如LTspice）- CMOS反向器电路元件（晶体管、电阻、电容等）- 直流电源- 示波器2. 实验步骤：1) 在电路设计软件中绘制CMOS反向器电路原理图。

2) 根据设计要求，选择合适的晶体管、电阻和电容等元件。

3) 连接电路并进行仿真测试，调整电阻和电容等参数，以满足设计要求。

4) 使用直流电源为电路供电，并使用示波器测量输入和输出信号的波形。

5) 记录和分析实验数据，并评估反向器的性能。

结果与讨论：通过实验测试，我们得到了CMOS反向器电路的输入和输出电压之间的关系。

我们观察到，当输入电压为高电平时，输出电压为低电平；而当输入电压为低电平时，输出电压为高电平。

这验证了反向器的基本功能。

我们还测试了反向器的延迟时间和功耗。

延迟时间是指输入信号从发生变化到输出信号发生变化之间的时间。

实验结果显示，CMOS 反向器的延迟时间较短，具有较高的响应速度。

功耗是指电路在工作过程中消耗的能量。

实验结果显示，CMOS反向器的功耗较低，符合低功耗设计的要求。

结论：通过本次实验，我们成功设计和实现了CMOS反向器电路，并验证了其基本功能和性能。

实验结果表明，所设计的反向器具有较高的性能和可靠性。

CMOS技术的广泛应用将进一步推动集成电路的发展，为现代电子设备的制造和应用提供了有力支持。

CMOS反相器设计与仿真报告

CMOS 反相器设计与仿真报告CMOS 反相器相当于非门，是数字集成电路中最基本的单元电路。

搞清楚CMOS 反相器的特性，可为复杂数字电路的设计打下基础。

如图0所示电路为反相器，P 管衬底接Udd ，N 管衬底接地，栅极与各自的源极相接，消除了背栅效应，而且P 管和N 管轮流导通和截止，输出非0即Udd ，故CMOS 反相器又称为“无比电路”。

反相器的输入输出端口的关系如表一所示：表格 1 反相器输入输出端口反相器关系式：OUT=~IN 。

一、使用S-Edit 编辑CMOS 反相器原理图在此次实例设计中采用Tanner Pro 软件中的S-Edit 组件设计CMOS 反相器的原理图，进而掌握S-Edit 的基本功能和使用方法。

操作流程如下：进入S-Edit —>建立新文件—>环境设置—>引用模块—>建立反相器电路。

1）打开S-Edit 程序，并将新文件另存以合适的文件名存储在一定的文件夹下：在自己的计算机上一定的位置处打开S-Edit 程序。

在本例中在S-Edit 文件夹中新建立“反相器原理图”文件夹，并将新文件以文件名“Ex2”存与此文件夹中。

如图二所示。

图0：CMOS 反相器图 a 另存新文件为Ex22）环境设置：S-Edit 默认的工作环境是黑底白线，但可以按照用户的喜好自行设定。

即选择Setup->Colors 命令，打开Colors 对话框，可分别设置背景色、前景色、选取颜色、栅格颜色、原点颜色和可更换颜色等。

如图二所示。

图二环境设置3）编辑模块并浏览组件库：S-Edit 编辑方式是以模块为单位而不是以文件为单位，一个文件中可以包含多个模块，而每一个模块则表示一种基本组件或者一种电路。

每次打开一个新文件时便自动打开一个模块并命名为“Module0”；也可以重命名模块名。

方法是选择Module->Rename 命令，在弹出的对话框中的New Name 中输入符合实际电路的名称，如“inv_dc ” 即可,之后单击OK 按钮就可以。

CMOS反相器数电实验报告

1.实验目的1.1了解Schematic设计环境1.2掌握反相器电路原理图输入方法1.3掌握逻辑符号创建方法2实验原理在Schematic设计环境中本实验所用的主要菜单有Tool、Design、Window、Edit、Add、Check、Sheet、Options等项。

其中常用菜单有：Tool菜单提供设计工具以及辅助命令。

比如，lab4、lab5所使用的仿真工具ADE，就在Tool下拉菜单中。

Window菜单中的各选项有调整窗口的辅助功能。

比如，Zoom选项对窗口放大（Zoom in）与缩小（Zoom out），fit选项将窗口调整为居中，redraw选项为刷新。

Edit菜单实现具体的编辑功能，主要有取消操作（Undo）、重复操作（Redo）、拉伸（Stretch）、拷贝（copy）、移动（Move）、删除（Delete）、旋转（Rotate）、属性（Properties）、选择（Select）、查找（Search）等子菜单，在以下实验中将大量应用。

Add菜单用于添加编辑所需要的各种素材，比如元件（Instance）或输入输出端点（pin）等。

3实验步骤3.1在ic5141中设计的管理以库的方式进行。

库管理器中包含有设计使用的工艺库和ic5141软件提供的一些元件库。

无论画电路图还是设计版图，都和建库有关，所以首先建立一个库文件，方法如下：CIW界面点击File菜单，出现下拉菜单，选命令File→New→Library，出现“New Library”对话框，填入合适的信息，如图1所示。

新建库后面还将用于版图绘制，选第二个选项，即“Attach to an existing techfile”,单击“OK”按钮，完成新库的建立。

3.2电路原理图输入设计库建好后，就可以开始画电路原理图，具体过程如下。

建立设计原理图：在CIW中选菜单单项File→New→Cellview，出现“Create new File”对话框，如图所示填写、选择相应的选项，点击OK按钮，进入原理如编辑器。

反相器实验报告

反相器实验报告反相器实验报告引言反相器是电子电路中常用的一种元件，它可以将输入信号的相位进行180度的翻转。

本次实验旨在通过搭建一个基本的反相器电路，验证其工作原理，并探究其在实际应用中的一些特性。

实验原理反相器是由一个晶体管和几个电阻器组成的简单电路。

晶体管作为放大元件，可以控制电流的流动，而电阻器则用来限制电流的大小。

当输入信号为高电平时，晶体管处于截止状态，输出信号为低电平；而当输入信号为低电平时，晶体管处于饱和状态，输出信号为高电平。

这样就实现了输入信号相位的反转。

实验步骤1. 准备材料和设备：晶体管、电阻器、电源、示波器等。

2. 搭建电路：按照实验原理中所述的电路图，连接晶体管、电阻器和电源。

3. 测量电流和电压：使用万用表测量电流和电压的数值，并记录下来。

4. 输入信号测试：将示波器连接到电路的输入端和输出端，观察输入信号和输出信号的波形，并记录下来。

5. 分析数据：根据测量数据和波形图，分析反相器的工作原理和特性。

实验结果与讨论通过实验，我们得到了以下数据和观察结果：1. 输入电压为高电平时，输出电压为低电平；输入电压为低电平时，输出电压为高电平。

这验证了反相器的工作原理。

2. 输入信号的频率对反相器的输出有一定的影响。

当频率较低时，输出信号的波形较为稳定；而当频率较高时，输出信号的波形可能出现失真。

3. 输入信号的幅度对反相器的输出也有影响。

当输入信号的幅度较小时，输出信号的幅度也会相应减小；而当输入信号的幅度较大时，输出信号的幅度也会增大。

4. 在实际应用中，反相器常用于信号放大、波形变换等电路中。

通过调整电阻器的阻值和电源的电压，可以实现不同的放大倍数和波形变换效果。

结论通过本次实验，我们成功搭建了一个基本的反相器电路，并验证了其工作原理。

反相器在电子电路中具有广泛的应用，可以实现信号的相位反转、波形变换等功能。

在实际应用中，我们还可以通过调整电路参数来达到不同的效果。

反相器的研究和应用对于电子技术的发展具有重要意义。

cmos实验报告

cmos实验报告CMOS 实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解互补金属氧化物半导体（CMOS）的工作原理和特性，通过实际操作和测量，掌握 CMOS 电路的基本性能参数和测试方法，为今后在电子电路设计和应用方面打下坚实的基础。

二、实验原理（一）CMOS 简介CMOS 是一种集成电路制造工艺，它由 P 型和 N 型 MOS 晶体管组成。

CMOS 电路具有低功耗、高集成度、抗干扰能力强等优点，广泛应用于数字电路、模拟电路和混合信号电路中。

（二）CMOS 反相器CMOS 反相器是 CMOS 电路中最基本的单元，它由一个 P 型 MOS 晶体管（PMOS）和一个 N 型 MOS 晶体管（NMOS）组成。

当输入为高电平时，NMOS 导通，PMOS 截止，输出为低电平；当输入为低电平时，PMOS 导通，NMOS 截止，输出为高电平。

（三）CMOS 传输门CMOS 传输门由一个PMOS 晶体管和一个NMOS 晶体管并联组成。

当控制信号为高电平时，传输门导通，信号可以通过；当控制信号为低电平时，传输门截止，信号无法通过。

三、实验设备与材料（一）实验设备1、数字示波器2、直流电源3、信号发生器4、逻辑分析仪5、面包板6、万用表（二）实验材料1、 CD4007 芯片（包含多个 CMOS 器件）2、电阻、电容等分立元件四、实验内容与步骤（一）CMOS 反相器的测试1、在面包板上搭建 CMOS 反相器电路，使用 CD4007 芯片中的PMOS 和 NMOS 晶体管。

2、将直流电源连接到电路，设置输入电压分别为 0V 和 5V，使用万用表测量输出电压。

3、使用信号发生器产生频率为 1kHz 的方波信号作为输入，用示波器观察输入和输出信号的波形，记录上升时间和下降时间。

（二）CMOS 传输门的测试1、按照电路原理图在面包板上搭建 CMOS 传输门电路。

2、用直流电源提供控制信号和输入信号，分别设置控制信号为 0V 和 5V，测量输出信号的电压。

数字集成电路学习总结5CMOS反相器

数字集成电路学习总结5CMOS反相器今天开始总结数字集成电路。

这本书其实算是本科最难的⼀本了，细节过多⽆法卒读，涉及到的知识也⾮常全⾯。

实际上本科课程安排中并为将其作为重点，我们的课⾮常⽔，不知道讲了什么。

今天详细总结⼀下。

当时然由于内容过多，⽆法全部涵盖，只能⼤致总结，并着重记录定性的结论。

涉及到计算之类的问题，就只能略过了。

第五章 COMS反相器5.1 引⾔为什么从第五章开始，原因是这章⽐较基础，详细学习CMOS反相器后，才能继续看组合电路和时序电路等等。

研究的对象有如下⼏个指标：成本（复杂性和⾯积）、完整性和稳定性（静态特性）、性能（动态特性）、能量效率（功耗）。

5.2 静态CMOS反相器——直观综述课本上的描述：晶体管只不过是⼀个具有⽆限关断电阻和有限导通电阻的开关。

以开关来理解，可以推导出其他重要特性：1、输出⾼电平和低电平分别为VDD和GND，换⾔之，电压摆幅等于电源电压。

因此噪声容限很⼤。

2、逻辑电平与器件的相对尺⼨⽆关，所以晶体管可以采⽤最⼩尺⼨。

这⾥有⼀个概念叫⽆⽐逻辑3、稳态时，输出和VDD或GND之间总存在有限电阻的通路。

因此⼀个设计良好的CMOS反相器具有低输出阻抗，这使得它对噪声和⼲扰不敏感。

4、输⼊电阻极⾼。

理论上，单个反相器可以驱动⽆穷个门，或者说有⽆穷⼤的扇出。

但很快我们发现增加扇出也会增加传播延时。

因此扇出不会影响稳态特性，会影响瞬态特性。

5、忽略漏电流的话，意味着⽆静态功耗。

之前常⽤的是NMOS电路，静态功耗不为0，限制了集成度。

后来必须转向CMOS。

电压传输特性（VTC）的性质和形状可以通过图解法迭加两管的图像得到。

结果是观察到VTC具有⾮常窄的过渡区。

我们可以把开关特性简化为RC电路，⼀个快速门的设计是通过减⼩输出电容或者减⼩晶体管的导通电阻（增⼤宽长⽐）实现的。

5.3 CMOS反相器稳定性的评估——静态特性5.3.1 开关阈值开关阈值VM定义是Vin=Vout的点，利⽤图解法可以看出。

CMOS实验报告

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。
两级运放电路图
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。
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
（4）
在最小输入情况下，考虑M5处在饱和区，有
（5）
而电路的一些基本指标有
（6）
（7）
（8）
（9）
CMR:
正的CMR (10)
负的CMR (12)
由电路的压摆率得到
=(3*10-12)()10*106)=30μA(为了一定的裕度，我们取。)则可以得到，
由仿真结果有：gm=496u，R=10k，所以增益Av=496*10/1000=4.96=13.91 dB可见，实际增益大于理论增益
实验二
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。
则可以得到的进而推出
即有
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（allen书p.211例6.2-1），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

cmos实验报告

cmos实验报告CMOS实验报告导言CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）是一种常用的集成电路技术，它广泛应用于数字电路和模拟电路中。

本实验旨在通过设计和实现一个简单的CMOS电路，深入了解CMOS技术的原理和应用。

一、CMOS技术的原理CMOS技术是基于MOS（Metal-Oxide-Semiconductor）结构的电路设计和制造技术。

MOS结构包括P型和N型金属-氧化物-半导体材料，通过调节金属电极的电压，可以控制电流在半导体材料中的流动情况。

二、CMOS电路的设计在本实验中，我们选择了一个简单的CMOS反相器电路进行设计和实验。

该电路由一个P型MOS管和一个N型MOS管组成，通过控制输入电压的高低，实现输出电压的反相。

三、实验步骤1. 准备工作：检查实验所需器材和元件是否齐全，确保实验环境的安全和稳定。

2. 绘制电路图：根据CMOS反相器电路的原理，绘制出电路图，明确各个元件的连接方式和电压控制方式。

3. 元件选择：选择适当的P型和N型MOS管，并确保其参数符合电路设计要求。

4. 元件连接：按照电路图的要求，将各个元件正确连接在一起，注意保持电路的稳定性和可靠性。

5. 电源接入：将电源正确接入电路，确保电路能够正常工作，并进行必要的电压和电流测量。

6. 输入输出测试：通过改变输入电压的高低，观察输出电压的变化情况，验证电路的反相功能。

7. 数据记录：记录实验过程中的电压、电流和观察到的现象，以备后续分析和总结。

四、实验结果在实验过程中，我们成功设计并实现了一个CMOS反相器电路。

通过改变输入电压的高低，我们观察到输出电压的反相变化，验证了电路的功能。

五、实验分析通过本次实验，我们深入了解了CMOS技术的原理和应用。

CMOS电路由于其低功耗、高集成度和稳定性等优点，被广泛应用于数字电路和模拟电路中。

在今天的信息时代，CMOS技术的发展对于电子产品的性能和功能提升起到了重要作用。

CMOS反相器设计与仿真报告

CMOS 反相器设计与仿真报告CMOS 反相器相当于非门，是数字集成电路中最基本的单元电路。

搞清楚CMOS 反相器的特性，可为复杂数字电路的设计打下基础。

反相器的输入输出端口的关系如表一所示：表格 1 反相器输入输出端口反相器关系式：OUT=~IN 。

一、使用S-Edit 编辑CMOS 反相器原理图在此次实例设计中采用Tanner Pro 软件中的S-Edit 组件设计CMOS 反相器的原理图，进而掌握S-Edit 的基本功能和使用方法。

操作流程如下：进入S-Edit —>建立新文件—>环境设置—>引用模块—>建立反相器电路。

1）打开S-Edit 程序，并将新文件另存以合适的文件名存储在一定的文件夹下：在自己的计算机上一定的位置处打开S-Edit 程序。

在本例中在S-Edit 文件夹中新建立“反相器原理图”文件夹，并将新文件以文件名“Ex2”存与此文件夹中。

如图二所示。

图0：CMOS 反相器图 a 另存新文件为Ex22）环境设置：S-Edit 默认的工作环境是黑底白线，但可以按照用户的喜好自行设定。

即选择Setup->Colors 命令，打开Colors 对话框，可分别设置背景色、前景色、选取颜色、栅格颜色、原点颜色和可更换颜色等。

如图二所示。

每次打开一个新文件时便自动打开一个模块并命名为“Module0”；也可以重命名模块名。

方法是选择Module->Rename 命令，在弹出的对话框中的New Name 中输入符合实际电路的名称，如“inv_dc ” 即可,之后单击OK 按钮就可以。

数电实验-实验报告-实验三

实验三 CMOS 门电路测试及TTL 与CMOS 接口设计一、实验目的·了解CMOS 门电路参数的物理意义。

·掌握CMOS 门电路参数的测试方。

·学会CMOS 门电路外特性的测试。

·比较CMOS 门与TTL 门的特点及接口电路设计。

二、实验原理CD4011是CMOS 二输入端四与非门。

以下是它的内部电路原理图和管脚排列图。

1、CMOS 门电路的主要参数（1）CMOS 门电路的逻辑高、低电平值，高电平V OH 为V DD ，低电平V OL 为0V 。

（2）CMOS 门电路输入端有保护电路和输入缓冲，所以多余输入端不允许悬空。

（3）平均传输延迟时间tpd ：t pd =（t OFF +t ON ）/2。

２、CMOS 门电路的电压传输特性：CMOS 与非门的电压传输特性是描述输出电压Ｖｏ随输入电压Ｖｉ的变化的曲线。

（如右图）。

３、TTL 电路与CMOS 电路接口设计：１）接口条件：驱动门负载门ＶＯＨ（ｍｉｎ）＞＝ＶＩＨ（ｍｉｎ）ＶＯＬ（ｍａｘ）＜＝ＶＩＬ（ｍａｘ）ＩＯＨ（ｍａｘ）＞＝ｎＩＩＨ（ｍａｘ）ＩＯＬ（ｍａｘ）＜＝ｍＩＩＬ（ｍａｘ）２）接口电路示意图３）接口电路设计方法：接口电路设计应根据实际要求，选择上拉电阻、三极管驱动等方法。

三、实验仪器１）示波器１台２）多功能电路实验箱１台３）数字万用表１台四、实验内容１.测量CD4011逻辑功能：２.平均传输延迟时间的测量三个与非门首尾相接构成环形振荡器，用示波器观测输出震荡波形，测出周期T，计算出平均传输延迟时间tpd=T/6.3.示波器电压传输特性曲线：示波器测量方法：输入正弦信号Vi （f=200Hz,Vip-p=5V,V IL =0V ）,示波器置X-Y 扫描。

同时X(CH1)、Y(CH2)置DC 耦合，观测并定量画出与非门电压传输特性曲线，用示波器比较法测量V OH ，V OL 。

实验三 CMOS反相器瞬态特性

实验三CMOS反相器瞬态特性
姓名学号
CMOS反相器上升、下降及延迟时间
1.为实验二中新建的CMOS反相器“inv”建立逻辑符号“symbol”，“check
and save”没有error之后将其截屏粘贴复制到以下空白中：
3.将脉冲电压源vpulse的参数设置好以后，在模拟环境（Analog
Environment）中选择运行瞬态仿真“tran”，只需给定总的仿真时间，然后选择plot输入与输出节点。

在开始运行之前，可以预先估计一下会得到什么样的波形，然后与仿真后得到的波形相对比，并将仿真得到的波形截屏粘贴在以下空白处：
4.在波形窗口中，使用“Trace —> Delta cursor”观察，比较并记录输出电
压中对应的上升时间t r和下降时间t f（10%~90%）。

思考：输出电压中的上升时间和下降时间分别是由哪个晶体管决定？在采取同样参数设计的情况下，为什么会存在着上升下降时间的不同？
5.参照讲义，观察并记录输出电压由高到低变化时对应的延迟时间t PHL和
由低到高变化时对应的延迟时间t PLH，并计算总的延迟时间t pd
6. 通过修改PMOS管和NMOS管的宽长尺寸，将输出电压中的上升时间和下降时间调到大致相等，记录优化后的两管宽长尺寸及其宽长比的比值(W/L)PMOS/(W/L)NMOS。

反相器报告

一、设计目的1.学习对Linux的使用以及IC版图设计软件的应用。

2.掌握反相器原理图、版图的结构及其工作原理。

3.了解版图设计规则。

二、设计方案1．反相器原理CMOS反相器由PMOS和NMOS构成，当输入高电平时，NMOS 导通，输出低电平，当输入低电平时，PMOS导通，输出高电平。

CMOS反相器原理图2．操作步骤（1）在P型衬底上画出N阱，然后画出多晶硅栅极。

（2）画出P+注入区，即PMOS的源漏极以及衬底的“体”接触端。

（3）画出N+注入区，即NMOS的源漏极以及N阱“体”接触端。

（4）画出接触孔。

（5）画金属连线，PMOS的源极以及N阱的体端接电源，NMOS的源极以及衬底的体端接地，PMOS与NMOS的漏极连在一起输出，栅极接输入，电路版图如图所示：3. 设计结果N阱CMOS版图图例三、改进意见及建议1画成插齿形状，增大了宽长比，可以提高电路速度2.尽可能使版图面积最小。

面积越小，速度越高，功耗越小。

3.尽可能减少寄生电容和寄生电阻。

尽可能增加接触孔的数目可以减小接触电阻4.尽可能减少串扰，电荷分享。

做好信号隔离，添加隔离环5.版图设计是要考虑到匹配设计原则四、心得体会通过课程设计的学习，学习了对Linux的使用，掌握了反相器原理图、版图的结构及其工作原理。

通过运用Cadence IC版图绘制工具，增强了自己的动手实践能力，迈出了将理论应用于实践的第一步，更加深了学习IC设计的兴趣，掌握了很多具体细微的知识，更能考验我个人的细心和耐心，通过老师的讲解以及自己动手操作，自己的理论学习更上一个台阶，希望以后的学习中能更多的穿插实践的内容，实践更能检验学习情况，课程设计是学习必不可少的一个环节，通过课设我了解了方方面面的知识，学会了很多绘图的技能，希望以后能更多的去应用理论参与实践，更好的发挥专业技能。