运放的仿真与分析报告
CMOS运放的仿真经验总结
共模抑制比
？
电源电压抑制比
噪声分析
转换速率
SR=2.5V/uS
建立时间
？
双端输入、单端输出运放——交流仿真
共模抑制比(CMRR)的仿真
CMRR即为差模电压增益与共模 电压增益之比，并用对数表示。 CMRR=20log(Aid/Acm) CMRR越大，则运放的对称性越 好。
对右图电路进行AC分析时，观察 Vout的波形。1/Vout即为CMRR值
图6 共模抑制比仿真电路
运算放大器的技术指标总表参数类型符号参数名称单位直流icc电流电源magm正向跨导svid线性输入范围vgmibias跨导与偏置电流的比值1vicmr共模输入范围vvos输入失调电压mvvos输入失调电压温度系数vociopp输出峰峰电流mavopp输出峰峰电压v参数类型符号参数名称单位交流avo开环增益dbgbw单位增益带宽mhzpm相位欲度ocpsrr电源电压抑制比dbcmrr共模抑制比dbrid差模输入电阻kro输出电阻k参数类型符号参数名称单位瞬态sr转换速率vsts建立时间sthd总谐波失真bwfull全功率带宽mhz极限vcc电源电压vpd允许功耗mvvidr差模输入电压范围vvbi偏置端直流输入电压vta工作温度oc主要内容运算放大器的技术指标总表全差分运放性能参数仿真规范双端输入单端输出运放性能参数仿真规范跨导运放ota性能参数仿真规范运放其它特性参数仿真双端输入单端输出运放直流仿真失调电压voltageoffset的仿真在实际运放中当输入信号为零时由于输入级的差分对不匹配及电路本身的偏差使得输出不为零而为一个较小值该值为输出失调电压折算到输入级即为输入失调电压vosvosvovinmv图1输入失调电压仿真电路双端输入单端输出运放直流仿真失调电压温度系数vos的仿真输入失调电压随温度的变化率仿真电路同输入失调电压的仿真
反相比例运放仿真实验报告
反相比例运放仿真
时间5月9日
实验目的：
1)学会用仿真来反洗电路，了解电路的工作原理及特性；
2)加深对反响比例运放的理解，验证输入电压与输出电压反
相比例的关系。
实验器材：
装有仿真软件的计算机一台。
实验原理：
1)利用集成运放的特点：高增益、高输入电阻和低输出电阻
的直接耦合放大电路对微弱信号的放大作用。
2)利用反馈网络实现模拟信号灯额各种运算放大。
反相比例
运算电路的输出电压相位相反，且成比例关系。
实验步骤：
1)更具原理图，连接好仿真电路；检查电路后进行仿真，观
察电路波形，求出电压放大倍数A u f，与理论值进行比较分析。
2)求A u f=-RF/R1=-100/10=-10
3)改变图中参数，取R1、R2=15KΩ，Rf=150KΩ再次进行仿
真，观察波形变化。
4)求出改变参数后的电压放大倍数，
A u f=-Rf/R1=-150/15=-10，两次比较得：A u f=A'u f=-10
5)两次仿真得到波形相同，如下图所示
实验结论（结果）：
有波形图可知电压放大倍数约为：Au=U0/Ui=-10与理论真值相
等，且都为反相比例运放，得U0=-10Ui，表明输出电压与输入电压相位相反且成比例关系。
CMOS运放的仿真经验总结
CMOS运放的仿真经验总结CMOS运放是一种常用的电路元件，可以在模拟电路中扮演放大、滤波、控制以及信号处理等重要角色。
在实际应用中，了解和掌握CMOS运放的仿真方法是十分重要的。
以下是我在进行CMOS运放仿真时的一些经验总结。
首先，在进行CMOS运放的仿真时，需要使用一款较为成熟且功能丰富的电路仿真软件，如Cadence、Pspice等。
这些软件提供了各种CMOS 运放模型，可以方便地进行仿真和分析。
在进行仿真前，需要确定仿真的目的和仿真电路的参数，包括工作电压、负载电阻、放大倍数等。
可以根据需要选择不同的CMOS运放电路结构，如共源共栅结构、共源共栅共排极结构等。
在进行仿真时，首先需要验证CMOS运放电路的基本工作电路，如差分输入、单端输出等。
可以通过给输入端施加电压、控制电流等方式，观察输出端的电压变化。
可以通过改变输入电压，观察输出电压的变化，从而确定CMOS运放的放大倍数和频率响应等参数。
在验证基本工作电路后，可以进行更复杂的功能仿真，如频率响应、相位响应、输入输出特性等。
可以使用正弦波输入信号，观察输出信号的波形变化。
可以根据需要选择不同的输入频率、幅值和相位，观察输出信号的变化。
在进行仿真时，需要注意电路中的最大功耗、最大温度、最大电流等参数是否处于允许的范围内。
如果超出了允许范围，需要优化电路结构或调整电路参数，以保证电路的可靠性和稳定性。
在进行仿真时，需要关注电路中的噪声和失调问题。
可以通过加入噪声源和失调源，观察输出信号的噪声和失调情况。
可以通过改变电路结构或优化电路参数，降低噪声和失调的影响。
最后，在进行仿真结果的分析时，需要综合考虑电路的性能、稳定性、可靠性等因素，进行全面评估。
可以比较不同电路结构的性能差异，选择最优的电路结构和参数。
总的来说，在进行CMOS运放的仿真时，需要系统地进行设计、验证和分析。
需要充分了解CMOS器件的特性和工作原理，合理选择电路结构和参数。
通过验算和优化，保证电路的性能和稳定性。
运放的仿真与分析报告
运放的仿真与分析1.基本仿真流程(1)电路仿真界面：进入UNIX系统，按键“Ctrl+t”出现下图窗口：图1输入“icfb&”回车后出现下图窗口。
图2注：有关镜像的操作：图2中选择“Library Path Editor”出现下图窗口:图3左栏为文件名，右栏为路径；或者打开文件cds.lib 按下图编写文件图4图5File→New→Library(opam)→(New)Cell View进入电路图编辑界面，画相应的放大器电路，如下图图6(2)调用相关器件器件的调用操作：按快捷键“i”，选择library，以及相应的器件（nmos，pmos，res，cap等）注：模型名要与模型库中的相应名称相同。
打开模型库的.scs文件，查看模型名和器件的基本参数（,,t V ）：ox th// Models included in this release ://// Model Name Description// ----------- ----------------------------------------------------------------------// nmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) NMOS transistor// pmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) PMOS transistor// nmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) NMOS transistor// pmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) PMOS transistor// nmos_1p8_nat BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) Native NMOS transistor// nmos_3p3_nat BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) Native NMOS transistorsection nmos_1p8_tmodel nmos_1p8 bsim3v3 {0: type=n+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………………….+ xw=0 tox=3.5e-009 toxm=3.5e-009…………………………………………………+ xpart=0 vth0=0.39851301 lvth0=1.1573677e-008…………………………………………………..+ cdscd=0 cit=0.0017786 u0=0.035597185………………………………….//***************************************************************************** section pmos_1p8_tmodel pmos_1p8 bsim3v3 { 0: type=p+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………….+ xl=0 xw=0 tox=3.5554e-009…………………………………………….+ cgdo=3.051e-010 xpart=0 vth0=-0.39889023…………………………………………..+ u0=0.0078211697 lu0=1.2538533e-010 wu0=5.1065658e-010…………..…………………………….注：在sim.scs 文件中没有表示沟道调制效应的参数λ，因而需要测量计算： 修正后的漏电流为 2()(1)D n GS T DS i K v V v λ=-+图7如图可求出λ。
运放的仿真与分析报告
运放的仿真与分析1.基本仿真流程(1)电路仿真界面：进入UNIX系统，按键“Ctrl+t”出现下图窗口：图1输入“icfb&”回车后出现下图窗口。
图2注：有关镜像的操作：图2中选择“Library Path Editor”出现下图窗口:图3左栏为文件名，右栏为路径；或者打开文件cds.lib 按下图编写文件图4图5File→New→Library(opam)→(New)Cell View进入电路图编辑界面，画相应的放大器电路，如下图图6(2)调用相关器件器件的调用操作：按快捷键“i”，选择library，以及相应的器件（nmos，pmos，res，cap等）注：模型名要与模型库中的相应名称相同。
打开模型库的.scs文件，查看模型名和器件的基本参数（,,t V ）：ox th// Models included in this release ://// Model Name Description// ----------- ----------------------------------------------------------------------// nmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) NMOS transistor// pmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) PMOS transistor// nmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) NMOS transistor// pmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) PMOS transistor// nmos_1p8_nat BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) Native NMOS transistor// nmos_3p3_nat BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) Native NMOS transistorsection nmos_1p8_tmodel nmos_1p8 bsim3v3 {0: type=n+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………………….+ xw=0 tox=3.5e-009 toxm=3.5e-009…………………………………………………+ xpart=0 vth0=0.39851301 lvth0=1.1573677e-008…………………………………………………..+ cdscd=0 cit=0.0017786 u0=0.035597185………………………………….//***************************************************************************** section pmos_1p8_tmodel pmos_1p8 bsim3v3 { 0: type=p+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………….+ xl=0 xw=0 tox=3.5554e-009…………………………………………….+ cgdo=3.051e-010 xpart=0 vth0=-0.39889023…………………………………………..+ u0=0.0078211697 lu0=1.2538533e-010 wu0=5.1065658e-010…………..…………………………….注：在sim.scs 文件中没有表示沟道调制效应的参数λ，因而需要测量计算： 修正后的漏电流为 2()(1)D n GS T DS i K v V v λ=-+图7如图可求出λ。
运放的稳定性仿真分析
运放的稳定性仿真分析上期文章《运放11-运放稳定性评估举例》文末提到了，如果我们有（放大器）的Sp（ic）e模型，可以借助（仿真）软件直接仿真电路的稳定性——可以直接得到波特图曲线，这一期就专门来看看具体怎么玩。
我们还是以上期的电路为例子，也就是下面这个电路：这里面的放大器TLV9062，使用的是（TI）官网的S（pi）ce模型，上期没有告诉大家如何使用LTspice导入第三方文件，这里先详细介绍下LTspice怎么用吧（我主要用这个软件做仿真，如果已经知道怎么导入第三方模型的兄弟，可以先跳过下面这一小节）。
LTspice导入TI的TLV9062的模型详细步骤1、TI官网（下载）tlv9062的spice模型，将文件tlv9062放置到库目录下面2、按下面步骤添加理想模型opamp2，放置好器件3、按快捷键“T”，选择“SPICE directive”，输入“.include tlv9062.lib”,点击“OK”4、右键运放，将opamp2改成“tlv9062”，这个模型就可以使用了学会了怎么添加第三方模型，我们下面就正式进入正题——如何仿真稳定性仿真的原理以下图为例，这个放大10倍的电路如何仿真稳定性呢？从前几期文章我们知道，稳定性分析的基本原理就是看环路增益，最直观的莫过于画出环路增益的波特图。
仿真原理就是依据这个：我们让（信号）在环路里面跑一圈，输出与输入的比值就是环路增益。
那如何求呢？容易想到，我们断开环路的一处节点，断开后就会得到两个端点，我们从一个端点注入信号Vin，那么信号跑一圈之后，在另外一个端点就会得到一个信号Vout，按照前面所说的，环路增益=Vout/Vin，我们使用软件画出Vout/Vin的曲线，这个曲线也就是环路增益曲线，通过曲线，我们就可以判断电路是否稳定了。
上面这一段话换成实操就是：1、去掉电路原本的激励输入，即V1两端短接2、剪开环路：剪开输出端到反馈（电阻）（一般都是剪开这里），得到两个端点，反馈那边命名为Vin，另外一个端点命名为Vout 如下图所示：我们在仿真软件里面直接运行右边的电路是否可行呢？答案是不行的，因为断开了反馈环路之后，这个运放的静态工作点受到了影响，即直流偏置不对，因此呢，我们还要把电路改造一下。
两级运放设计与仿真报告
两级运放设计与仿真报告引言两级运放是一种常用的电路配置，具有在放大信号时增益稳定、频率响应宽、噪声低等特点。
本报告将介绍两级运放的设计与仿真过程，包括电路设计原理、参数选择、电路模拟与性能评估等内容。
设计原理两级运放主要由两个级联的运放组成，第一级运放作为输入级，主要负责增益放大和输入阻抗匹配；第二级运放作为输出级，主要负责提供电流放大和输出阻抗匹配。
通过合理选择运放参数和电阻分压比，可以实现所需的放大倍数和频率响应。
参数选择在设计过程中，首先需要确定所需的放大倍数和频率响应范围。
然后根据运放的特性参数，如增益带宽积、输入输出阻抗等，选择合适的运放器件。
通常使用的运放器件有型号为LM741、LT1001等。
电路设计根据参数选择，可以开始进行电路设计。
首先确定输入电阻，选择合适的电阻值以使得输入阻抗满足要求。
然后计算电阻分压比，以确定电压放大倍数。
接下来选择适当的电容值以确保频率响应满足要求。
电路仿真一般使用电路设计软件进行仿真。
根据电路设计原理和参数选择，输入正确的电路图和器件参数，进行仿真分析。
通过观察波形、频率响应曲线等结果，评估电路性能和稳定性。
性能评估通过仿真结果，可以评估电路的性能和稳定性。
主要包括增益稳定性、频率响应范围、失调电压、失调电流等指标。
根据仿真结果，可以对电路参数做出调整，以改善电路性能。
结论通过两级运放设计与仿真，我们可以实现对输入信号的放大和频率响应的控制。
通过选择合适的运放器件、参数以及电阻分压比和电容值，可以实现所需的放大倍数和频率响应范围。
通过仿真分析，可以评估电路性能和稳定性，并进行参数调整以改善电路性能。
[1] Sedra, A. S., & Smith, K. C. (2004). Microelectronic circuits. New York: Oxford University Press.[2] Razavi, B. (2024). Design of analog CMOS integrated circuits. McGraw-Hill Education.[3] Haigh, P. A., & Gác, P. (2024). Practical amplifier diagrams. New York: Springer.。
运算放大电路实验报告
实验报告课程名称：电子电路设计与仿真实验名称：集成运算放大器的运用班级：计算机18-4班姓名：祁金文学号：5011214406实验目的1.通过实验，进一步理解集成运算放大器线性应用电路的特点。
2.掌握集成运算放大器基本线性应用电路的设计方法。
3.了解限幅放大器的转移特性以及转移特性曲线的绘制方法。
集成运算放大器放大电路概述集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件，它以半导体单晶硅为芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起，使之具有特定的功能。
集成放大电路最初多用于各种模拟信号的运算（如比例、求和、求差、积分、微分……）上，故被称为运算放大电路，简称集成运放。
集成运放广泛用于模拟信号的处理和产生电路之中，因其高性价能地价位，在大多数情况下，已经取代了分立元件放大电路。
反相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=R1反相比例运算电路反相加法运算电路反相比例放大电路仿真电路图压输入输出波形图同相比例放大电路输入输出关系: 输入电阻: Ri=∞输出电阻: Ro=0同相比例放大电路仿真电路图电压输入输出波形图差动放大电路电路图差动放大电路仿真电路图五：实验步骤： io V R R V 12-=i R o V R R V R R V 1212)1(-+=io V R R V )1(12+=R o V R R V R R V 12i 12)1(-+=1.反相比例运算电路（1）设计一个反相放大器，Au=-5V，Rf=10KΩ，供电电压为±12V。
（2）输入f=1kHz、ui=100mV的正弦交流信号，测量相应的uo，并用示波器观察uo和ui 的波形和相位关系，记录输入输出波形。
测量放大器实际放大倍数。
（3）保持ui=30mV不变，测量放大的上截止频率，并在上截止频率，并在上截止频率点时在同一坐标系中记录输入输出信号的波形。
运算放大器的应用实验报告
运算放大器的应用实验报告运算放大器的应用实验报告引言：运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子元器件，具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
它在现代电子电路中有着广泛的应用。
本实验旨在通过实际操作和测量，探索运算放大器在不同电路中的应用，并验证其性能。
一、直流放大电路实验：1. 实验目的：通过搭建直流放大电路，观察运算放大器的放大效果，并测量其放大倍数。
2. 实验步骤：（1）搭建直流放大电路，将运算放大器的正、负输入端分别连接到输入信号源和地线。
（2）调节输入信号源的幅度，记录输出信号的幅度。
（3）改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果和分析：通过实验数据的测量，我们得到了输入信号和输出信号的幅度数据，并计算了放大倍数。
结果显示，运算放大器能够将输入信号放大数倍，并且在一定频率范围内保持较好的线性放大特性。
二、反相放大电路实验：1. 实验目的：通过搭建反相放大电路，探索运算放大器的反相放大功能，并测量其放大倍数和频率响应。
2. 实验步骤：（1）搭建反相放大电路，将运算放大器的正输入端接地，负输入端连接到输入信号源。
（2）调节输入信号源的幅度，记录输出信号的幅度。
（3）改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果和分析：实验数据显示，反相放大电路能够将输入信号进行反向放大，并且放大倍数与输入信号的幅度成反比。
此外，随着输入信号频率的增加，输出信号的幅度逐渐下降，表明运算放大器的频率响应存在一定的限制。
三、非反相放大电路实验：1. 实验目的：通过搭建非反相放大电路，研究运算放大器的非反相放大功能，并测量其放大倍数和频率响应。
2. 实验步骤：（1）搭建非反相放大电路，将运算放大器的正输入端连接到输入信号源，负输入端接地。
（2）调节输入信号源的幅度，记录输出信号的幅度。
（3）改变输入信号的频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果和分析：实验数据显示，非反相放大电路能够将输入信号进行非反向放大，并且放大倍数与输入信号的幅度成正比。
运放的实验报告
运放的实验报告运放的实验报告引言：运放（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种非常重要的电子元件，广泛应用于各种电路中。
本次实验旨在通过实际操作，深入了解运放的基本原理、特性以及应用。
实验一：运放的基本原理在本实验中，我们使用了一款常见的运放芯片LM741。
该芯片具有8个引脚，分别是正电源（Vcc+）、负电源（Vcc-）、非反馈输入端（-IN）、反馈输入端（+IN）、输出端（OUT）、空载补偿电容（NC1）、空载补偿电容（NC2）和空载补偿电阻（NC3）。
我们首先将运放芯片与其他电路元件连接，然后将信号输入到运放的非反馈输入端，观察输出端的电压变化。
实验二：运放的特性在这个实验中，我们研究了运放的特性，包括增益、输入电阻和输出电阻。
我们通过改变输入信号的幅度和频率，观察输出信号的变化，并记录下相应的数据。
实验结果表明，运放具有很高的增益，能够放大输入信号，同时具有很高的输入电阻和很低的输出电阻，能够有效地与其他电路元件进行连接。
实验三：运放的应用在这个实验中，我们探索了运放在不同电路中的应用。
首先，我们使用运放实现了一个简单的反相放大电路，将输入信号进行反相放大。
然后，我们使用运放实现了一个非反相放大电路，将输入信号进行非反相放大。
此外，我们还使用运放实现了一个比较器电路，通过比较输入信号与参考电压的大小，输出高电平或低电平。
这些实验结果表明，运放在电子电路中具有非常广泛的应用，能够满足不同的设计需求。
实验四：运放的限制在这个实验中，我们研究了运放的一些限制。
首先，我们发现运放具有一定的输入偏置电流和输入偏置电压，这会对输出信号产生一定的影响。
其次，我们发现运放在输出端具有一定的饱和电压，当输出信号超过这个饱和电压时，运放无法继续放大信号。
此外，运放还具有一定的带宽限制，当输入信号的频率超过运放的带宽时，输出信号将出现失真。
这些限制需要在实际设计中予以考虑，以确保电路的正常工作。
运算放大器仿真试验
运算放大器电路仿真试验报告1、 电路课程设计目的（1） 熟悉运算放大器电路的分析方法，加深对其的理解。
（2） 学会使用ewb 软件对运算放大器进行仿真模拟。
2、 仿真电路设计原理：运算放大器简称运放，是一种体积很小的集成电路器件。
其对外一般有8~11个引出端，其中两个输入端一个输出端，其作用是把输入电压放大一定倍数后在输送出去。
运放的电路模型如下图所示：工程上常把实际运算放大器看做理想运放，即∞≈=∞≈A R R in ,0,0，于是我们可以得到：（1）输入端口电流约为零，可近似视为短路，称为“虚断”。
（2）两输入端口间电压约等于零，可近似视为短路，称为“虚短”。
计算下图所示的电路中的输出电压0U 与输入电压i U 之比，其中：Ω=Ω=Ω=Ω=Ω=5,4,3,2,954321R R R R R如图设节点1节点2可列式：0312191)312191(021=---++U U U U n i n ——（1） 051)5141(02=-+U U n ——（2） 又由虚短可知V U n 01= 则可解得：002444.094U U U n == 2.0510319291000-=-=⇒=---i i U U U U U 3、 电路设计内容与步骤：如下图设计仿真电路，i U 的值自行预设，利用仿真软件中的电表测量出2n U 与0U 的值，将其与理论计算值进行比较。
为验证方便，在进行电路仿真实验时，将i U 设为10V ，实验得出数据如上图中所示：20.8889n U V =-，02U V =-200.88890.444452n U U -==-，020.210i U U -==- 与理论所得结果相同或相近，考虑到适当的误差范围可认为对于运放的分析方法是正确的。
4、 结果与误差分析由运放电路仿真实验可验证对于运放电路的分析方法及理想运算放大器的“虚断”、“虚短”性质是成立的本次试验的实际数据与理论数据之间存在一些误差，这些误差主要是由模拟电路的U的值显示为-0.8889V，实际上是对电表在显示数据时对于有效数据的取舍造成的，2n0.8888 的近似值。
一级运放性能指标仿真
一级运放仿真总结报告2schematic 模电2010级姓名姚评实训内容一级运放仿真实训时间2013年7月22号一级运放各指标仿真总结报告一、本次一级运放的仿真大概包括以下13个指标：1、增益Av （1）、开环增益，闭环增益。
（2）、差模增益DM V A ,，共模增益CM v A ,。
2、输入范围 （1）、共模输入范围。
（确定工作区间，即是放大器有放大功能、确定各管子饱和的条件） （2）、差模输入范围。
（电路能够处理的最大差模信号输入范围）3、摆幅输出量最大值减最小值。
4、压摆率 又叫压摆，即转换速率（Slew Rate ）简称SR 是大信号特性，定义为，在大信号阶跃发生转换时的斜率。
电路接法：单端输出负反馈（输出与输入短路），另一个输入端加上阶跃信号，阶跃信号为共模电压的0.1倍，且输出端与地之间加上电容C L 。
也可通过Calculator 计算得到。
其仿真结果如图6.4（有超链接）5、建立时间 Settling time ，简称ST 。
小信号特性，是输入发生阶跃到输出信号进入最终稳定带的时间间隔。
电路接法：单端输出负反馈结构，不接输出负载C L 。
另一输入端所加的阶跃信号为共模信号的0.001倍。
也可通过Calculator 计算得到。
仿真结果如图7.26、带宽 （1）、3dB 带宽Bandwidth ，通频带增益下降了3个dB 时所对应的频率大小，通常对应主极点。
（2）、单位增益带宽GB增益下降为1，即20lgAv=0时的带宽。
这两个概念可以通过图1.0的仿真结果看到。
7、输入、输出阻抗 （1）、输入阻抗在输出短路时，输出电流与输入电压之比。
（2）、输出阻抗输入短路时，放大器的本征阻抗。
8、噪声 （1）、热噪声 K T R N 4= （2）、闪烁噪声f1噪声。
（3）、散弹噪声载流子之间碰撞所产生的噪声。
9、功耗 UIt P =一般要求的指标是指功率：P S =UI*增益线性度：在整个输入信号范围内，增益的变化率。
运算集成放大电路实验报告
运算集成放大电路实验报告运算集成放大电路实验报告引言：运算集成放大电路（Operational Amplifier, 简称Op-Amp）是一种广泛应用于电子电路中的集成电路元件。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点，被广泛应用于信号放大、滤波、比较、积分等电路中。
本实验旨在通过搭建运算放大器电路，验证其基本特性，并探究其在不同应用中的工作原理和性能。
实验一：运算放大器的基本特性验证1. 实验目的本实验旨在验证运算放大器的基本特性，包括增益、输入阻抗和输出阻抗。
2. 实验步骤（1）搭建一个基本的运算放大器电路，包括一个运算放大器芯片、两个电阻和一个电源。
（2）通过输入一个信号，观察输出信号的变化，并记录输入输出电压。
（3）更改输入信号的幅度和频率，观察输出信号的变化。
3. 实验结果与分析在实验中，我们发现输出信号与输入信号之间存在一个固定的放大倍数，即运算放大器的增益。
通过调节输入信号的幅度，我们可以观察到输出信号的变化，并根据实际测量结果计算出增益值。
此外，我们还发现运算放大器具有很高的输入阻抗和低的输出阻抗，使其能够有效地接收和驱动外部电路。
实验二：运算放大器的应用1. 实验目的本实验旨在通过实际应用电路，进一步探究运算放大器的工作原理和性能。
2. 实验步骤（1）搭建一个非反相放大电路，观察输入输出信号之间的关系。
（2）搭建一个反相放大电路，观察输入输出信号之间的关系。
（3）搭建一个积分电路，观察输入方波信号在电容上的积分效果。
3. 实验结果与分析在实验中，我们观察到非反相放大电路能够将输入信号放大，并保持与输入信号相同的相位。
而反相放大电路则将输入信号进行反相放大，输出信号与输入信号之间存在180度的相位差。
积分电路则将输入方波信号在电容上进行积分，输出信号为三角波信号。
结论：通过本次实验，我们验证了运算放大器的基本特性，并进一步了解了其在不同应用电路中的工作原理和性能。
运算放大器作为一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子电路中，为信号处理提供了便利和灵活性。
CMOS运放的仿真经验总结
CMOS运放的仿真经验总结CMOS运放是目前应用广泛的一种集成运算放大器，具有高增益、低功耗、尺寸小等优点，广泛应用于模拟电路设计领域。
在进行CMOS运放的仿真实验时，我积累了一些经验和教训。
以下是我对CMOS运放仿真的经验总结。
首先，在进行CMOS运放仿真之前，需要深入理解CMOS运放的基本原理和工作模式。
只有对CMOS运放的内部结构和电路特性有很好的了解，才能更好地进行仿真实验。
可以通过阅读相关的教材和文献、听讲座等途径增加对CMOS运放的理解。
其次，选取合适的仿真工具也非常重要。
目前市面上有很多仿真软件可供选择，如Cadence、SPICE等。
不同的仿真软件有不同的功能和适用范围，需要根据实验要求和个人偏好选择合适的仿真软件。
在进行CMOS运放仿真实验时，应该根据实际情况和设计要求进行仿真设置。
首先要确定仿真的电路拓扑结构，包括输入电路、差分放大电路、输出级电路等，以及电路元件的参数。
在设置元件参数时，需要根据设计要求和目标，进行合理的估计和选择。
在进行仿真前，应该先进行电路的直流偏置仿真，以确定电路的工作点。
在进行直流偏置仿真时，要注意合适的电源电压和电流，以及电路的输入信号。
如果电路的工作点设置不合理，可能导致电路无法正常工作。
进行仿真时，应该选择合适的仿真方法和参数。
一般来说，可以选择直流仿真、交流仿真和时域仿真等方法进行仿真。
在设置仿真参数时，要注意仿真时间、步长、收敛准则等。
如果仿真时间设置过短，可能无法观察到电路的稳态行为；如果仿真步长设置过大，可能无法准确模拟电路的动态响应。
在进行CMOS运放仿真实验时，还需要根据仿真结果进行分析和评估。
可以观察电路的输入输出波形、增益、带宽等指标，评估电路的性能和稳定性。
如果仿真结果不符合设计要求，可能需要进行电路参数调整或电路结构优化。
总之，CMOS运放的仿真实验需要一定的理论基础和实践经验。
通过认真学习和实践，可以掌握CMOS运放的仿真方法和技巧，提高电路设计的准确性和效率。
课题四 含运算放大器的仿真电路分析
课题四含运算放大器的仿真电路分析一．仿真目的1.掌握运算放大器工作在线性区时的电路仿真模型。
2.理解并掌握运算放大器的外部特性。
3.能够根据运算放大器的基本原理解决简单的电路问题。
二．仿真电路原理分析根据理想运算放大器的特点Rin →∞，R。
→0，A →∞，可以得到两条规则。
虚断：由于理想运算放大器R in→∞，则Ia ≈0，I b≈0，则输入端的电流为零，可近似为断路，称为虚断。
虚短：由于理想运算放大器A →∞，u。
为有限量，则u b-u a≈0，则输入端间电压约等于零，可近似为短路，称为虚短。
例：如图所示电路中含有一理想运算放大器。
已知R1=1KΩ，R2=2 KΩ，R3=50KΩ，R4=100 KΩ，R5=2 KΩ，R L=100 Ω，u i=3V。
求输出电压u。
解：根据理想运算放大器的特性，由虚断，有 I- =I+ =0由虚短，有u b=0。
由基尔霍夫电流电流定律，a节点处（51312111R R R R +++）u na -31R u nb -51R u 。
=11R u i b 节点处 -31R u na -41R u 。
+ i- = 0 化简可得2.02u na -0.5u 。
= 32u na +u 。
=0从而可以解得U 。
=-1.987V 。
三． 仿真电路测试及分析根据电路图在仿真模拟软件中连接好电路，运行该程序，可得到以下结果。
可以看到，在仿真电路中得到的结果和在计算值是相同的。
所以，含有运算放大器的电路中，要灵活运用“虚断”和“虚短”这两个规律，从而解决好含有运算放大器的相关问题。
四．仿真电路注意事项1.运用虚断和虚短的条件必须要满足Rin →∞，R。
→0，A →∞，而不是任何时候都能运用这一结论。
2.分析含理想放大器的电阻电路，一般采用节点法，或根据KCL列写方程。
与理想运算放大器输出端直接相连的节点，一般不列KCL方程。
五．仿真电路实验心得在本次运算放大器的仿真实验中，我认识到了运算放大器运用的严格条件。
运算放大器的实验报告
运算放大器的实验报告运算放大器的实验报告引言：运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子器件，广泛应用于电路设计和信号处理中。
本实验旨在通过实际搭建电路和测量数据，深入了解运算放大器的原理和特性，并验证其在电路设计中的应用。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几个方面：1. 理解运算放大器的基本工作原理；2. 掌握运算放大器的输入输出特性；3. 熟悉常见的运算放大器电路应用。
二、实验仪器和材料1. 运算放大器芯片；2. 电阻、电容等基本电子元件；3. 示波器、函数信号发生器等实验设备。
三、实验步骤1. 搭建基本的运算放大器电路，包括反馈电阻、输入电阻等；2. 连接示波器和函数信号发生器，调节函数信号发生器的频率和振幅；3. 测量运算放大器的输入电压和输出电压，并记录数据；4. 分析实验数据，绘制输入输出特性曲线和增益曲线。
四、实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以得出以下结论：1. 运算放大器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗，能够有效放大输入信号；2. 在线性范围内，运算放大器输出电压与输入电压成正比，增益稳定；3. 当输入信号超出运算放大器的工作范围时，输出电压将出现失真。
五、实验应用运算放大器在电路设计中有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 比较器：利用运算放大器的输入特性，可以将其作为比较器使用，用于判断两个电压的大小关系；2. 滤波器：通过调整运算放大器的反馈电阻和电容，可以搭建低通、高通、带通等滤波器电路；3. 信号放大器：将运算放大器作为信号放大器使用，可以放大微弱信号，提高信号质量。
六、实验总结通过本次实验，我们深入了解了运算放大器的原理和特性，掌握了运算放大器的基本应用。
实验结果表明，在电路设计中，运算放大器是一种非常重要且常用的器件，能够实现信号放大、滤波、比较等功能。
然而，我们也要注意运算放大器的工作范围和输入输出特性，避免出现失真和不稳定的情况。
运放的应用实验报告
运放的应用实验报告一、实验目的通过本次实验，我们的目的是掌握运放的基本工作原理，了解运放的应用领域，进一步了解运放的特性及其电路应用。
二、实验原理1. 运放的基本工作原理运放是一种高增益放大器，它可以将微小的输入信号放大为较大的输出信号，同时还具有高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
运放的基本工作原理是将输入信号分别放在反相输入端和同相输入端，通过反馈电路将输出信号反馈到反相输入端，以达到放大和稳定的效果。
2. 运放的应用领域运放广泛应用于模拟电路、数字电路、自动控制系统、精密测量仪器等领域。
其中，运放在模拟电路中的应用最为广泛，主要包括放大、滤波、比较、积分、微分、波形整形等。
3. 运放的特性及其电路应用运放的主要特性包括增益、输入阻抗、输出阻抗、带宽、失调电压、温漂等。
在电路应用方面，我们可以通过运放实现多种电路功能，如非反相比例放大电路、反相放大电路、微分电路、积分电路、有源滤波器电路等。
三、实验器材1. 运放集成电路2. 电阻、电容等被动元件3. 示波器、万用表等测试设备四、实验内容1. 非反相比例放大电路我们将一个电压信号输入到运放的同相输入端，通过反馈电阻将输出信号反馈到反相输入端。
当输入信号为正电压时，反馈电路将输出信号反相，从而实现了非反相比例放大的功能。
2. 反相放大电路我们将一个电压信号输入到运放的反相输入端，通过反馈电路将输出信号反馈到反相输入端。
当输入信号为正电压时，反馈电路将输出信号反相，从而实现了反相放大的功能。
3. 微分电路微分电路是通过运放实现对输入信号的微分运算。
我们将一个电压信号通过一个电容输入到运放的同相输入端，同时将该信号通过一个电阻接地。
输出信号则是通过反馈电阻将输出信号反馈到反相输入端。
4. 积分电路积分电路是通过运放实现对输入信号的积分运算。
我们将一个电压信号通过一个电阻输入到运放的同相输入端，同时将该信号通过一个电容接地。
输出信号则是通过反馈电容将输出信号反馈到反相输入端。
实验课7 全差分运放的仿真方法
CMOS模拟集成电路实验报告实验课7 全差分运放的仿真方法目标：1、了解全差分运放的各项指标2、掌握全差分运放各项指标的仿真方法,对全差分运放的各指标进行仿真，给出各指标的仿真结果。
本次实验课使用的全差分运放首先分析此电路图，全差分运算放大器是一种具有差分输入，差分输出结构的运算放大器。
其相对于单端输出的放大器具有一些优势：因为当前的工艺尺寸在减少，所以供电的电源电压越来越小，所以在供电电压很小的情况下，单端输出很难理想工作，为了电路有很大的信号摆幅，采用类似上图的全差分运算放大器，其主要由主放大器和共模反馈环路组成。
1、开环增益的仿真得到的仿真图为1.开环增益：首先开环增益计算方法是低频工作时(<200Hz) ，运放开环放大倍数；通过仿真图截点可知增益为73.3db。
2.增益带宽积：随着频率的增大，A0会开始下降，A0下降至0dB 时的频率即为GBW，所以截取其对应增益为0的点即可得到其增益带宽积为1.03GB。
3.相位裕度：其计算方法为增益为0的时候对应的VP的纵坐标，如图即为-118，则其相位裕度为-118+180=62，而为保证运放工作的稳定性，当增益下降到0dB 时，相位的移动应小于180 度，一般取余量应大于60度，即相位的移动应小于120 度；所以得到的符合要求。
在做以上仿真的时候，关键步骤在于设定VCMFB，为了得到大的增益，并且使相位裕度符合要求，一直在不停地改变VCMFB，最初只是0.93,0.94,0.95的变化，后来发现增益还是远远不能满足要求，只有精确到小数点后4为到5位才能得到大增益。
2.CMRR 的仿真分析此题可得共模抑制比定义为差分增益和共模增益的比值，它反映了一个放大器对于共模信号和共模噪声的抑制能力。
因此需要仿真共模增益和差分增益。
可以利用两个放大器，一个连成共模放大，一个连成差模放大，用图1仿真差分增益图1用图2仿真共模增益图2将两个仿真写在一个sp文件中可以得到如下结果：相角仿真因为CMRR 的相角为=Vp(V op,Von)-Vp(V o p)黄色的为Vp(Vo p)，红色的为Vp(V op,Von)，两者相减，得到CMRR 的相角的仿真图为，其中蓝线为CMRR的相角仿真图，其它两条为上面的线，将它们放在一起对比：CMRR的幅度仿真其CMRR 的幅值为=Vdb(V op,V on)-Vdb(V op)，蓝线为Vdb(V op,V on)，粉线为Vdb(V op)，两者相减得到绿线，即为CMRR的幅值特性曲线截取其在100HZ之前的增益值可得低频时增益为49.1db。
实验十一集成运算放大器电路仿真设计实验(参考报告)
实验三 集成运算放大器电路仿真设计实验（参考实验报告）
一、 实验目的（见实验指导书） 二、 实验设备（见实验指导书） 三、 实验原理（见实验指导书） 四、 实验内容（参考）
1、用μA741设计实现下列各种运算功能的电路，并完成各实验 （1）U o ＝4U i
（注：根据公式U O = (1+1
R Rf
)U i 、R 2=R 1∥R f 自己选定R 1、R 2、R f 参数）
（注：U i 具体验证电压值自拟，但必须保证电压U O 低于运算放大器的工作电压±12V ）
（2）U o ＝－2U i
（注：根据公式U O = —Ui R Rf
1
、R 2=R 1∥R f 自己选定R 1、R 2、R f 参数）
（注：U i 具体验证电压值自拟，但必须保证电压O 低于运算放大器的工作电压±12V ）
（3）U o ＝－（U i1＋U i2）
（注：根据公式U o= —R f （2
2
11R U R U ）、R 3= R 1∥R 2∥R f 自己选定R 1、R 2、R 3、R f 参数）
（注：U 1、U 2具体验证电压值自拟，但必须保证电压U O 低于运算放大器的工作电压±12V ）
2﹑设计一个反相积分运算电路，将方波变换成三角波。
已知条件：方波幅值为2V ，周期为1ms 设计要求：三角波幅值为 1 V 。
（注：根据公式U o =－1/R 1C 1∫U i (t)dt 自己选定R 1、C 1参数；在实用电路中，为了防止低频信号增益过大，常在电容上并联一个电阻加以限制）
画出积分电路的输入和输出波形：
五、 总结和问题讨论（略）。
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运放的仿真与分析1.基本仿真流程(1)电路仿真界面：进入UNIX系统，按键“Ctrl+t”出现下图窗口：图1输入“icfb&”回车后出现下图窗口。
图2注：有关镜像的操作：图2中选择“Library Path Editor”出现下图窗口:图3左栏为文件名，右栏为路径；或者打开文件cds.lib 按下图编写文件图4图5File→New→Library(opam)→(New)Cell View进入电路图编辑界面，画相应的放大器电路，如下图图6(2)调用相关器件器件的调用操作：按快捷键“i”，选择library，以及相应的器件（nmos，pmos，res，cap等）注：模型名要与模型库中的相应名称相同。
打开模型库的.scs文件，查看模型名和器件的基本参数（,,t V ）：ox th// Models included in this release ://// Model Name Description// ----------- ----------------------------------------------------------------------// nmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) NMOS transistor// pmos_1p8 BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) PMOS transistor// nmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) NMOS transistor// pmos_3p3 BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) PMOS transistor// nmos_1p8_nat BSIM3v3 model for thin-gate (1.8V) Native NMOS transistor// nmos_3p3_nat BSIM3v3 model for thick-gate (3.3V) Native NMOS transistorsection nmos_1p8_tmodel nmos_1p8 bsim3v3 {0: type=n+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………………….+ xw=0 tox=3.5e-009 toxm=3.5e-009…………………………………………………+ xpart=0 vth0=0.39851301 lvth0=1.1573677e-008…………………………………………………..+ cdscd=0 cit=0.0017786 u0=0.035597185………………………………….//***************************************************************************** section pmos_1p8_tmodel pmos_1p8 bsim3v3 { 0: type=p+ lmin=1.8e-007 lmax=3.5e-007 wmin=2.2e-007………………………………………………….+ xl=0 xw=0 tox=3.5554e-009…………………………………………….+ cgdo=3.051e-010 xpart=0 vth0=-0.39889023…………………………………………..+ u0=0.0078211697 lu0=1.2538533e-010 wu0=5.1065658e-010…………..…………………………….注：在sim.scs 文件中没有表示沟道调制效应的参数λ，因而需要测量计算： 修正后的漏电流为 2()(1)D n GS T DS i K v V v λ=-+图7如图可求出λ。
10.1()V Lλ-≈计算出以下常见参数值：1430,9,8.8510 3.99.866103.510rox nmos ox nmosF cm C F t mεε---⨯⨯===⨯⨯1430,9,8.8510 3.99.712103.555410rox pmos ox pmosF cm C F t mεε---⨯⨯===⨯⨯'32,0.0355971859.8658910351.20(/)n o x n m o sK n C A V μμ-==⨯⨯≈ '32,0.00782116979.712161075.96(/)p ox pmos Kp C A V μμ-==⨯⨯≈(3) Analog Environment如下图7选择Tool→ Analog Environment图8 图9图8中选择Setup→Simulator/Directory/Host…如出现下图窗口，可选相关的仿真器。
（我们选择默认的spectre）图10仿真库的添加：图8中Setup→Model Library图11出现上图界面，点击“Browse”，选择路径和sim.scs文件。
其中sim.scs文件，即编写的Include文件：include"/export/home/denghh/lib/chrt018IC_Rev1F_20090413/models/YI-093-SM011/sm093011-1f.scs" section=typicalinclude"/export/home/denghh/lib/chrt018IC_Rev1F_20090413/models/YI-093-SM011/sm093011-1f.scs" section=diode_typicalinclude"/export/home/denghh/lib/chrt018IC_Rev1F_20090413/models/YI-093-SM011/sm093011-1f.scs" section=bjt_typicalinclude"/export/home/denghh/lib/chrt018IC_Rev1F_20090413/models/YI-093-SM011/sm093011-1f.scs" section=res_typicalinclude"/export/home/denghh/lib/chrt018IC_Rev1F_20090413/models/YI-093-SM011/sm093011-1f.scs" section=typ_mimcap（4）选择仿真的类型图8中选择Analyses Choose图12如下图选择相应的仿真类型：tran，dc，ac等（此为DC仿真）图132.运放的仿真与分析(1)仿真平台图14 偏置电路设计中往往是给一个模块电路提供一个由带隙基准产生的电流，或者由经过温度补偿的稳定电流源电路提供的一个电流，并由该模块自身产生各MOS管的偏置电压。
图14中的偏置电路可由镜像电流源的W/L比确定各支路的电流，如之路上端所示，根据GS TH V V 计算出偏置电压。
例如，可求出Vm7150和Vm7151，Vm7150=Vgs （M29）=0.625V ，Vm7151=Vgs （M27）=0.924V 静态仿真后发现Vm1751差别比较大，因为M29工作在线性区。
实际设计中，应该根据运放的所需要的偏置电压来设计符合要求的偏置电路。
在提供的基准电流源下，根据22()ox GS TH W IL C V V m =-，计算偏置电路的尺寸。
图15 两级运放（包含米勒补偿电路）这是一个两级运放，第一级为共源共栅差分输出的套筒式结构，第二级为电流源负载的差分结构，还设计了密勒补偿，保证电路的稳定工作。
第一级增益 1111313557(//)m o m m o o m o o A G R g g r r g r r =-=-第二级增益222991(//)m o m o A G R g r r=-=- 整个运放的增益1213135579911(//)(//)m m o o m o o m o A A A g g r r g r r g r r ==密勒补偿：第一极点（主极点） 12211cP gm R R C -=第二极点 222gm P C -=第三极点 311z P R C -=零点 ()1211c z Z C gm R =-1C ，2C 分别为运算放大器的第一级输出电容，第二级输出电容,在补偿电容c C 前馈通路中插进与c C 串联的调零电阻z R 消除零点的影响.221c z cC C R C gm 骣+琪=琪桫,c C由gm =1214.782gm gm mA V ==，5396.149, 2.347gm gm mA V gm mA V ===由010.1,D r I Lλλ≈=，计算得01030507090111.607,2.6791.531, 2.551r r r k r k r k r k ===Ω=Ω=Ω=Ω有静态分析可得，理论值与实际值相差不大。
图16 CMBF 共模反馈电路在高增益放大器中，要求p 型电流源与n 型电流源相平衡是不可能实现的，因而要求“共模反馈（CMFB ）”。
其原理是：当共模输出电压增大时，使反馈到尾电流源的电压增大，尾电流增加从而使输出电压降低，趋近于Vcm 。
图14 中，M13、M15偏置在固定的电流，M14、M16由共模反馈电路的输出驱动。
图17 负载电路此为电路的模拟负载，包含CMFB和下一级的负载。
注：以上是开环电路，未使用反馈回路(2)运放的相关性能参数仿真a) dc仿真如图12所示设置。
查看静态工作点，如下图：Result→Print→DC Node V oltages图18选择需要查看的某一器件的静态工作点，显示下图,region 为2饱和区，1为线性区，0为截止区，4为亚阈值区。
还有vgs，vds，vth等都可查看图19若选择Result →Print →DC Operating Points ，在电路图中，可以看到所有器件的工作状态，静态电流，电压以及静态功耗等。
静态功耗：各支路电路电流的和与电源电压的乘积。
理论计算：I=70uA(130.5 1.44 2.40.4316216.224 1.62)84.3470 1.810.63P w r I V W m W μ=+⨯+++⨯+⨯+⨯+⨯++⨯⨯⨯=⨯⨯⨯= 仿真值：7.287mWb) ac 仿真（如下图设置，频率从0到10G ，间隔0.1）图20输入ac激励源和电源:查看结果：Result→ Direct Plot→AC Magnitude & Phase图22 AC仿真结果如下图图23调整曲线显示方式：双击曲线弹出下图对话框图24图25由图24可得到，增益为1（或0dB ）时的相位，即相位裕度为46°，需提高到60°左右，增益为95.28dB ，单位增益带宽2.14GHz 。