模拟cmos集成电路设计实验
模拟cmos集成电路-2位数值比较器
模拟CMOS集成电路课程设计题目：二位数值比较器专业：电子科学与技术班级：学号：姓名：指导老师：完成时间：2014年月日目录一.设计目标二.一位数值比较器的设计三.二位数值比较器的设计四.原理图的绘制及电路的仿真五.实验电路的版图设计六. 实验心得一．设计目标本次课程设计把重点放在电路的设计、制作和仿真，以及版图的设计。
熟悉在UNIX系统下Cadence软件的使用，掌握电路原理图的输入和编辑及电路的仿真。
在数字系统中，特别是在计算机中都需具有运算功能，一种简单的运算就是比较两个数A和B的大小。
用以对两数A、B的大小或是否相等进行比较的逻辑电路称为数值比较器。
比较结果有A>B、A<B以及A=B三种情况。
二．一位数值比较器的设计1.一位数值比较器设输入的两个二进制数位A、B，输出比较的结果为Y(A>B）、Y(A<B）、Y(A=B）三种情况。
输出时为1，否则为0。
2 真值表如下：输入输出A B Y(A>B）Y(A=B）Y(A<B）0 0 0 1 00 1 0 0 11 0 1 0 01 1 0 1 03.根真值表可写出逻辑函数表达式为4逻辑图如下所示：三. 二位数值比较器的设计1.二位数值比较器二位数值比较器是在一位数值比较器上，加上3个与门和2个或门构成的。
为了减少符号的种类，不再使用字位（A1、B1）不相等时，无需比较低位（A0、B0），两个数的比较结果就是高位比较的结果。
当高位相等时，两数的比较结果由低位比较的结果决定。
电路利用了1位数值比较器的输出作为中间结果。
它所依据的原理是，如果两位数A1A0和B1B0的高位不相等，则高位比较结果就是两数比较结果，与低位无关。
这时，由于中间函数打开，低位比较结果不能影响或门，高位比较结果则从或G1、G2、G3均打开，同时由（A1>B1）=0和（A1<B1）即低位的比较结果决定两数谁大、谁小或者相等。
2.二位数值比较器的真值表_FA>B = (A1>B1) + ( A1=B1)(A0>B0)FA<B = (A1<B1) + ( A1=B1)(A0<B0)FA=B=(A1=B1)(A0=B0)4. 两位数值比较器的逻辑图：四. 原理图的绘制及电路的仿真1.调用cadence软件进入UNIX系统后，输入icfb 命令调用cadence软件。
cmos模拟集成电路设计与仿真实例——基于cadence ic617
cmos模拟集成电路设计与仿真实例——基于cadence ic617CMOS（互补金属氧化物半导体）模拟集成电路是现代电子设备中常见的一种设计和制造技术。
在本文中，我们将介绍基于Cadence IC617的CMOS模拟集成电路设计和仿真实例，以便读者了解CMOS电路设计的基本流程和重要步骤。
步骤1：设计电路首先，我们需要确定所设计的电路的功能和性能指标。
例如，我们可以设计一个运算放大器电路来放大输入的电压信号。
然后，我们可以使用Cadence IC617中的设计工具创建原始的电路图。
在Cadence IC617中，我们可以选择所需的电路元件，如MOS管、电容器和电阻器，并将它们放置在电路图中。
然后，我们可以将它们连接起来，以实现所需的电路功能。
在设计电路时，我们需要注意元件的尺寸和位置，以及电路的布局，以确保性能和可靠性。
步骤2：参数化模型完成电路设计后，接下来我们需要为每个元件选择适当的参数化模型。
这些模型是描述元件行为和特性的数学表达式。
例如，我们可以选择MOS管的Spice模型，该模型可以描述其转导和容性特性。
在Cadence IC617中，我们可以通过浏览模型库，选择适合我们电路的元件模型。
然后，我们可以将这些模型与电路元件关联起来，以便在仿真过程中使用。
步骤3：电路布局完成参数化模型的选择后，我们需要进行电路布局。
电路布局是将电路元件实际放置在芯片上的过程。
在Cadence IC617中，我们可以使用布局工具来配置电路元件的位置和尺寸。
在电路布局过程中，我们需要考虑元件之间的互连和布线。
我们可以使用布线工具来连接元件的引脚，并确保布线符合规定的电气规范。
同时，我们还需要遵循布线规则，以确保信号传输的稳定性和可靠性。
步骤4：参数抽取和后仿真完成电路布局后，我们可以进行参数抽取和后仿真。
参数抽取是从电路布局中提取出元件的真实特性和物理参数的过程。
在Cadence IC617中，我们可以使用抽取工具来自动提取电路布局中各个元件的参数。
cmos模拟集成电路工程实例设计
cmos模拟集成电路工程实例设计标题：CMOS模拟集成电路工程实例设计一、引言CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）是一种互补型金属氧化物半导体，是目前主流的集成电路技术。
本文将通过一个具体的工程实例来展示如何进行CMOS模拟集成电路的设计。
二、实例选择为了使讨论更具实践性，我们选择了低噪声运算放大器作为我们的设计实例。
运算放大器是最基本也是最重要的模拟电路元件之一，广泛应用于信号处理、电源管理等领域。
三、设计流程1. 确定设计指标：首先，我们需要明确运算放大器的设计指标，包括增益、带宽、输入失调电压等参数。
2. 设计电路架构：根据设计指标，我们可以选择合适的电路架构，例如折叠共源共栅、共源共栅等。
3. 设计版图：在确定电路架构后，我们需要使用EDA工具进行版图设计，以确保电路性能的同时满足工艺限制。
4. 仿真验证：完成版图设计后，我们需要进行电路仿真，以验证电路性能是否满足设计指标。
5. 制造测试：最后，我们需要将设计好的版图发送给晶圆厂进行制造，并对制造出的芯片进行测试，以确认其实际性能。
四、设计细节在这个实例中，我们将采用折叠共源共栅架构。
这种架构具有高增益、低噪声和良好的线性度等优点，非常适合用于低噪声运算放大器的设计。
五、结论通过对低噪声运算放大器的实例设计，我们展示了CMOS模拟集成电路的设计流程和技术要点。
这只是一个基础的示例，实际的设计过程中可能会遇到更多的挑战和复杂的问题。
但只要遵循正确的设计流程，结合理论知识和实践经验，我们就能够成功地设计出高性能的CMOS模拟集成电路。
六、参考文献[1] Gray, P.R., Hurst, P.J., Lewis, S.H., Meyer, R.G. (2001). Analysis and Design of Analog Integrated Circuits. John Wiley & Sons.[2] Razavi, B. (2001). Design of Analog CMOS Integrated Circuits. McGraw-Hill Education.[3] Sedra, A.S., Smith, K.C. (2014). Microelectronic Circuits. Oxford University Press.。
模拟CMOS集成电路设计实验指导手册
2．流程方面有关的基础知识。 首先，在流程方面，需要掌握基本的流程。针对该实验，简单描述如下。 在给定的性能参数要求下，实现以电流镜做负载的基本五管差分运算放大器，首要 的任务就是找到每个放大器的性能参数与电路中元件参数之间的关系表达式，根据 各个参数之间的关系以及相应表达式，在适当折衷之后，根据给定的参数，逐个确 定元件参数，重点是 MOS 管的宽度、长度和偏置电压。然后利用设计工具（实验中 采用 cadence virtuoso composer）绘制相应的电路图，检查无误后，生成网表，利 用 仿 真器，进 行电路性能的前端仿真（实验中采用 cadence virtuoso analog environment） ，保证性能仿真正确；接下来，利用技术文档，在 cadence virtuoso layout editor 环境下进行版图设计，版图设计结束后，进行 DRC(设计规则检查)、 ERC(电学规则检查)、Extract(电路图抽取)、LVS(版图与电路图的对比)、寄生参数 提取；最后，利用提取的寄生参数，反标到原有电路中，进行再次的性能仿真，通 过后 type out。整个流程，描述如下图所示：
目
第一部分．前言 第二部分．实验的基础知识 第三部分．实验内容
录
1．cadence virtuoso schematic 进行电路图的绘制 2．cadence virtuoso analog environment 电路性能模拟 3．cadence virtuoso layout editor 进行版图设计 4．cadence virtuoso DRC Extract LVS 以及后仿真等。
5
第三部分．实验内容 （一） cadence virtuoso schematic 电路图绘制
模拟CMOS集成电路设计实验指导手册
目录第一部分．前言第二部分．实验的基础知识第三部分．实验内容1．cadence virtuoso schematic进行电路图的绘制2．cadence virtuoso analog environment电路性能模拟3．cadence virtuoso layout editor进行版图设计4．cadence virtuoso DRC Extract LVS以及后仿真等。
第四部分．附件1．Cadence schematic simple tutorial2.cadence virtuoso layout editor tutorial3.SMIC0.18um library第一部分．前言本实验为微电子系专业选修课程《模拟CMOS集成电路设计》的配套实验。
本实验围绕如何实现一个给定性能参数要求的简单差分运算放大器而展开。
通过该实验，使得学生能够建立模拟集成电路设计的基本概念，了解设计的基本方法，熟悉模拟CMOS集成电路设计的典型流程，了解在每一个流程中所应用的EDA工具，并能较熟练地使用每个流程对应的设计工具。
通过让学生自己分析每个流程中所出现的问题，把课程所学知识联系实际，从而增强学生分析问题、解决问题的能力。
本实验的内容以教材一至十章内容为基础，因此，该实验适合在开课学期的后半部分时间开展。
本实验讲义内容安排如下，首先是前言，其次是基础知识，接下来是实际实验内容，具体分成四个过程，最后是附录。
建议在实际实验开始之前依次浏览三个附件文档。
第二部分．实验的基础知识该实验内容所涉及的基础知识包括两部分：电路方面、流程方面和EDA设计工具使用方面。
1．电路有关的基础知识。
该实验是围绕如何实现基于SMIC0.18um工艺下，一个给定性能参数要求的简单差分运算放大器而展开，因此，以电流镜做负载的基本五管差分运算放大器的性能分析是该实验的理论基础。
具体内容在讲义以及课件相关章节中有详细介绍。
以下用一张图简单重述该电路的有关性能与各元件参数之间的关系分析结论。
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。
电子科技大学-集成电路原理实验-CMOS模拟集成电路设计与仿真
实验报告课程名称：集成电路原理实验名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真二、实验学时：4三、实验原理1、转换速率（SR）：也称压摆率，单位是V/μs。
运放接成闭环条件下，将一个阶跃信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
2、开环增益：当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益称为开环增益。
3、增益带宽积：放大器带宽和带宽增益的乘积，即运放增益下降为1时所对应的频率。
4、相位裕度：使得增益降为1时对应的频率点的相位与-180相位的差值。
5、输入共模范围：在差分放大电路中，二个输入端所加的是大小相等，极性相同的输入信号叫共模信号，此信号的范围叫共模输入信号范围。
6、输出电压摆幅：一般指输出电压最大值和最小值的差。
图1两级共源CMOS运放电路图实验所用原理图如图1所示。
图中有多个电流镜结构，M1、M2构成源耦合对，做差分输入；M3、M4构成电流镜做M1、M2的有源负载；M5、M8构成电流镜提供恒流源；M8、M9为偏置电路提供偏置。
M6、M7为二级放大电路，Cc为引入的米勒补偿电容。
其中主要技术指标与电路的电气参数及几何尺寸的关系：转换速率：SR=I5I I第一级增益：I I1=−I I2I II2+I II4=−2I I1I5(I2+I3)第二级增益：I I2=−I I6I II6+I II7=−2I I6I6(I6+I7)单位增益带宽：GB=I I2I I输出级极点：I2=−I I6I I零点：I1=I I6I I正CMR：I II,III=I II−√I5I3−|I Iℎ3|(III)+I Iℎ1,III负CMR：I II,III=√I5I1+III5,饱和+I Iℎ1,III+I II饱和电压：I II,饱和=√2I III功耗：I IIII=(I8+I5+I7)(I II+I II)四、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。
实验二：CMOS模拟集成电路设计与仿真
模拟集成电路设计实验报告学生姓名刘梦曦、刘敬亚学号 2010101012、2010101026班级通信 101指导老师石跃、周泽坤实验日期 2013年5月25、26日实验二：CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验步骤1、进入虚拟机下的Cadence（虚拟机下linux用户名：xcx 密码：000000）Cadence运行方法：在linux桌面右键选择新建终端——>在终端输入 cd tsmc0_18rfp4_v15 回车——>输入lmli 回车——>输入icfb& 回车2、在CIW（command Interpreter window）命令框中，点击Tools——> Library Manager，出现LM（Library Manager）窗口建立一个新的Library：点击File——>New——>Library，出现New Library 窗口；填入Library的名称，点击OK出现Load Technology窗口，添加工艺文件：选择analogLib，依次选择和添加所需要的器件，并且按照下图连接起来，并根据要求修改它们的参数，再保存，一个完整的电路拓扑图就形成了。
3、由Schematic产生symbol：打开Schematic，点击Design——>Create cellview——>From cellview，填写上相应的名称，点击OK，即可。
还可以将生成的symbol进行图形上的修改：可用ADD——>shape内的各种形状来修饰这个symbol的外观，最后保存。
4、仿真环境Affirma Analog Circuit design Environment的调用。
二、实验结果图1：OPA内部电路图图2：OPA Symbol图1、失调电压VOS（1）仿真电路的搭建仿真条件设置：VDD，VINP调用analogLib中的vdc，VDD：DC voltage=3.3VINP：DC voltage=1.8Gnd调用analogLib中gnd图3：失调电压Vos实际仿真电路图（2）仿真结果（管子匹配时，失调电压仿真）图4：管子匹配时失调电压仿真结果2、共模输入范围ICMR（1）仿真电路图搭建图5：ICMR实际仿真电路图仿真条件设置：VDD，VINP调用analogLib中vdcVDD：DC=voltage=3.3VINP：DC voltage=1.8Gnd调用analogLib中gnd（2）仿真结果图6：ICMR仿真结果3、AC GAM和PHASE MARGIN（1）仿真电路搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3VINP调用analogLib中vsinVINP：DC voltage=1.8，AC magitude=1C0：调用analogLib中capCapactiance=100TL0：调用analogLib中indInductance=100TGnd调用analogLib中gnd图7：AC GAIN和PHASE MARGIN实际仿真图（2）仿真结果图8：AC GAIN和PHASE MARGIN仿真结果4、共模抑制比CMRR（1）仿真电路图搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3VVINP调用analogLib中vsinVINP：DC voltage=1.8V，AC magitude=1VVINN调用analogLib中vsinVINN：DC voltage=0V，AC magitude=1Vgnd调用analogLib中gnd图9：CMRR实际仿真电路图（2）仿真结果图10：CMRR仿真结果5、电源抑制比PSRR（1）仿真电路图搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3V，AC magitude=1VVINP调用analogLib中vsinVINP：DC voltage=1.8VGnd调用analogLib中gnd图11：PSRR实际仿真电路图（2）仿真结果图12：PSRR仿真结果6、摆率SR（1）仿真电路图搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3VVINP调用analogLib中vsourceGnd调用analogLib中gnd图13：SR实际仿真电路图（2）仿真结果图14：SR仿真结果图15：SR仿真结果（图片放大）。
电子科技大学-集成电路原理实验-CMOS模拟集成电路设计与仿真
实验报告课程名称：集成电路原理实验名称： CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真二、实验学时：4三、实验原理1、转换速率（SR）：也称压摆率，单位是V/μs。
运放接成闭环条件下，将一个阶跃信号输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。
2、开环增益：当放大器中没有加入负反馈电路时的放大增益称为开环增益。
3、增益带宽积：放大器带宽和带宽增益的乘积，即运放增益下降为1时所对应的频率。
4、相位裕度：使得增益降为1时对应的频率点的相位与-180相位的差值。
5、输入共模范围：在差分放大电路中，二个输入端所加的是大小相等，极性相同的输入信号叫共模信号，此信号的范围叫共模输入信号范围。
6、输出电压摆幅：一般指输出电压最大值和最小值的差。
图1两级共源CMOS运放电路图实验所用原理图如图1所示。
图中有多个电流镜结构，M1、M2构成源耦合对，做差分输入；M3、M4构成电流镜做M1、M2的有源负载；M5、M8构成电流镜提供恒流源；M8、M9为偏置电路提供偏置。
M6、M7为二级放大电路，Cc为引入的米勒补偿电容。
其中主要技术指标与电路的电气参数及几何尺寸的关系：转换速率：第一级增益：第二级增益：单位增益带宽：输出级极点：零点：正CMR：负CMR：饱和电压：功耗：四、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。
五、实验内容1、根据设计指标要求，针对CMOS两级共源运放结构，分析计算各器件尺寸。
2、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC和瞬态Trans分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法与仿真结果的查看方法。
3、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。
CMOS模拟集成电路实训-Bandgap
R3
ln n
R2
VDD
Y
A1
R3
n
Q2
VREF
电路实现
VDD M2
R1
R2
M1
M0
R3
M3
M4
Q1
n Q2
M6
M7
VREF
IBIAS M5
两种结构的性能比较
1.驱动能力 PTAT基准不能直接为后续电路提供电流，需要在带隙电压基准和后
续电路中加入缓冲器才能提供电流。 2.面积
运放输出基准需要使用3个电阻，并且在Q1和Q2的比值n较小的时候， 需要使用更大阻值的R1和R2。因此消耗更多的芯片面积。
M R2 17.2 R1 ln n
VDD
M5
M6
M
M8
I1
A 1
I2
I3
X
Y
VREF
R1
R2
n
Q2
Q3
Q1
电路实现
VDD M5
M3
M4
M0
M1
R1
M2 Q1
M6
M7
M8
VREF R2
M9
Q2
Q3
内容
• 带隙电压基准的基本原理 • 常用带隙电压基准结构
– PTAT带隙电压基准 – 运放输出电压基准
射极电压的差值（ΔVBE）与绝对温度成正比 双极型晶体管构成了带隙电压基准的核心
负温度系数电压
·双极型晶体管，其集电极电流（IC）与基极-发射极电压（VBE）关系为
IC IS exp(VBE VT )
其中，VT kT q 。利用此公式推导得出VBE电压的温度系数为
VBE VBE (4 m)VT Eg q
实验二CMOS模拟集成电路设计与仿真
实验二CMOS模拟集成电路设计与仿真实验二 CMOS 模拟集成电路设计与仿真CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）模拟集成电路（Analog Integrated Circuits）是一种基于金属-氧化物-半导体结构的集成电路技术。
在本实验中，我们将学习并实践CMOS模拟集成电路的设计和仿真，以加深对其原理和应用的理解。
通过此实验，我们将能够熟练掌握CMOS模拟集成电路设计与仿真的基本流程与方法。
一、实验目的本实验旨在通过设计和仿真CMOS模拟集成电路，加深对其工作原理的理解，掌握电路设计与仿真的基本方法。
二、实验原理CMOS模拟集成电路是一种基于n型和p型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）的电路。
通过调节不同MOS管的工作状态，可以实现不同的电路功能。
其中，n型MOS管的主要特点是电导率高，适用于放大增益较大的部分；p型MOS管的主要特点是电导率低，适用于控制电流流动的部分。
三、实验步骤1. 电路设计：根据实际需求，确定设计所需的CMOS模拟集成电路。
在设计前，应先详细了解电路的功能、性能及工作原理，确定所需的器件数目和性能参数。
2. 电路布局：根据设计要求，将设计的各个电路模块在模拟集成电路上进行布局，合理安排电路的位置和空间，以保证电路的稳定性和性能。
3. 电路连接：按照布局图，将所需的电路模块进行连接，确保各个模块之间信号的正确传输和电路功能的正常实现。
4. 电路仿真：使用专业的仿真软件，将设计好的CMOS模拟集成电路进行仿真，验证其电路性能和功能。
在仿真过程中，应注意选择合适的仿真参数和验证方法，以保证仿真结果的准确性和可靠性。
5. 仿真分析：根据仿真结果，对电路的性能和功能进行分析和评估。
如果发现问题或改进的空间，可以根据分析结果进行相应的调整和优化。
6. 总结与展望：根据实验结果和分析，总结实验过程中的经验和教训，提出可能的改进和未来的研究方向。
模拟CMOS集成电路设计课程设计
模拟CMOS集成电路设计课程设计一、需求分析1. 需求背景在集成电路领域，模拟CMOS集成电路设计是一个非常重要的领域。
CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）技术是当今集成电路制造业中最主流的技术之一。
在CMOS技术下，设计出高性能、低功耗、可靠性高的模拟电路是一个十分挑战的任务。
本课程设计旨在培养学生对模拟CMOS集成电路设计的兴趣和能力，提高他们对于模拟电路的理解和掌握。
通过本课程设计，学生将能够掌握深入了解CMOS集成电路的构造，以及掌握电路设计与仿真的能力，为未来的工程实践提供坚实的基础。
2. 需求目标在完成本课程设计后，学生应该掌握以下知识：•理解基本的模拟CMOS电路的设计原理和方法；•掌握CMOS基本电路单元的设计与仿真；•掌握模拟电路的基本设计思路和流程；•能够将所学理论知识应用到实际电路设计当中。
二、设计方案本课程设计采用以下方案：1. 设计内容本课程设计共选取了如下内容：1.理论基础：模拟电路基础知识，CMOS工艺基础知识，CMOS放大电路设计。
2.课程实践：设计CMOS基本电路单元，如MOS晶体管，CMOS反向器，两级放大器等；设计一个完整的模拟CMOS电路，并进行电路仿真。
2. 设计方法本课程设计主要采用以下方法：1.理论讲授：通过PPT等方式，讲授相关理论知识。
2.实验操作：通过仿真软件，进行实验操作。
3.实验报告：要求学生对每次实验操作进行总结和分析，撰写实验报告。
3. 设计时长课程设计时长为一学期，大约为15周。
4. 设计人员本课程设计的设计人员为教师以及学生。
1. 实验平台本课程所使用的仿真软件为Cadence Virtuoso。
2. 实验步骤步骤一：基本电路单元设计1.设计MOS晶体管：需要学生掌握MOS晶体管的基本结构和工作原理，以及P、N沟道MOS晶体管的特点，并仿真其放大特性，如增益、输出电阻、输入电导等。
cmos模拟集成电路工程实例设计
cmos模拟集成电路工程实例设计
CMOS模拟集成电路是集成电路的一种类型，它由互补金属氧化
物半导体（CMOS）技术制造而成，可以用于设计各种各样的电路，
包括放大器、滤波器、模数转换器等。
下面我将以设计一个CMOS运
算放大器为例进行说明。
首先，设计CMOS运算放大器需要确定一些基本参数，比如增益、带宽、输入阻抗和输出阻抗等。
然后根据这些参数来选择合适的电
路拓扑结构，常见的有共源共栅放大器、共模反馈放大器等。
接下来是电路的设计。
在设计过程中，需要考虑到CMOS工艺的
特点，比如电压供应范围、输入输出电压范围、工艺参数的影响等。
通过合理的电路设计，可以实现所需的增益、带宽和输入输出阻抗。
在设计过程中，需要进行大量的仿真和验证工作，可以利用SPICE软件对电路进行仿真分析，验证设计的正确性和稳定性。
同
时还需要考虑功耗、噪声、温度漂移等因素对电路性能的影响。
最后，设计完成后需要进行实际的电路布局和验证。
在布局设
计中需要考虑到电路的布线、电源线的布置、电容和电感的位置等
因素，以确保电路的性能和稳定性。
总的来说，设计CMOS模拟集成电路需要充分考虑工艺特点、电路参数和仿真验证等多个方面，通过合理的设计和验证流程，可以实现所需的电路功能和性能要求。
电子科技大学集成电路实验报告――模拟集成电路
电子科技大学集成电路实验报告――模拟集成电路CMOS模拟集成电路设计及HSPICE使用实验学时：4学时实验一CMOS工艺参数测量一、实验目的：学习和掌握EDA仿真软件Hspice；了解CMOS工艺技术及元器件模型，掌握MOSFET工作原理及其电压电流特征；通过仿真和计算，获得CMOS中NMOS和PMOS的工艺参数kp,kn, p, n,Vtp,Vtn，为后续实验作准备。
二、实验内容：1）通过Hspice仿真，观察NMOS和PMOS管子的I-V特性曲线；2）对于给定长宽的MOSFET，通过Hspice仿真，测得几组栅-源电压、漏-源电压和漏-源电流数据，代入公式IDSn1WKn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS)，求得对应的工艺参数2Lkp,kn, p, n,Vtp,Vtn 。
三、实验结果：本实验中所测试的NMOS管、PMOS管L=1u，W由学号确定。
先确定W。
W等于学号的最后一位，若学号最后一位=0，则W=10u。
所以，本实验中所测试的NMOS管、PMOS管的尺寸为：（1）测0.5um下NMOS和PMOS管的I-V特性曲线所用工艺模型是TSMC 0.50um。
所测得的Vgs=1V时，NMOS管Vds从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vds=1.2V时，NMOS管Vgs从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vsg=1V时，PMOS管Vsd从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vsd=1.2V时，PMOS管Vsg从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：（2）计算TSMC 0.50um工艺库下mos管对应的工艺参数测试NMOS管相关参数，Hspice中仿真用源文件（.sp文件）为：NOMS I-V Characteristic M1 OUT IN 0 0 CMOSn L=1U W=8U VIN IN 0 1 VOUT OUT 0 1.2.***** LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2 .PRINT DC I(M1).LIB “C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib"CMOS_MODELS .END所测得的NMOS管电流曲线为：所测的数据如下表：根据公式IDSn1Kn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS)，计算kn, n,Vtn，分别为：2Lkn 119 10-6, n 0.028,Vtn 1.37测试PMOS管相关参数，Hspice中仿真用源文件（.sp文件）为：POMS I-V CharacteristicM1 OUT IN Vdd Vdd CMOSP L=1U W=8UVIN Vdd IN 1 VOUT Vdd OUT 1.2.***** LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2.PRINT DC I(M2).LIB "C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib"CMOS_MODELS .END所测得的PMOS管电流曲线为：所测的数据如下表：计算TSMC 0.50um 工艺中pmos 参数pptp，分别为：Kp 54.89 10-6, p 0.017,Vtp 0.927综上所述，可得：四、思考题2）不同工艺，p, n不同。
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集成电路设计课程设计实验报告(二级放大器的设计)教材
模拟CMOS集成电路设计课程设计报告--------二级运算放大器的设计信息科学技术学院电子与科学技术系一、概述：运算放大器是一个能将两个输入电压之差放大并输出的集成电路。
运算放大器是模拟电子技术中最常见的电路，在某种程度上，可以把它看成一个类似于BJT 或FET 的电子器件。
它是许多模拟系统和混合信号系统中的重要组成部分。
它的主要参数包括：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、输入共模与差模范围、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：设计一个二级运算放大器，使其满足下列设计指标：工艺Smic40nm电源电压 1.1v负载100fF电容增益20dB 至少40dB3dB带宽20MHz输入小信号幅度5uV 共模电平自己选取输出共模电平自己选取电路结构两级放大器相位裕度60~70度功耗无要求三、电路分析：1.电路结构：最基本的二级运算放大器如下图所示，主要包括四部分：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组成。
PM0和PM1构成差分输入对，使用差分对可以有效地抑制共模信号干扰；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的偏置电流。
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：构成差分对的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) 故总的直流开环电压增益A0=A1A2= -g mp0,1g mn2(r op1||r on1)(r on2||r op3) (5)由于所有的管子都工作在饱和区，所以对于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 。
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。
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姓名：小明班级：XXXX学号：2011XXXXXXXXX 指导老师：王XX一、实验目的学习和掌握EDA 仿真软件Hspice；了解CMOS 工艺技术及元器件模型，掌握MOSFET 工作原理及其电压电流特征；通过仿真和计算，获得CMOS 中NMOS 和PMOS的工艺参数，为后续实验作准备。
二、实验内容用0.18µm CMOS工艺完成以下设计：1、安装和设置Hspice2、仿真获得PMOS 和NMOS 的工艺参数,,,,,K K V Vλλ。
p n tp tn p n三、实验步骤与结果分析1、按照实验指导书要求下载/安装/设置Hspice仿真软件2、步骤一：在本机目录C:\synopsys\中，建一子目录“project”, 并从指定目录中download 工艺库文件（1） tsmc_025um_modellib（2） tsmc_035um_model.lib（3） tsmc_050um_model.lib（4） tsmc_018_model.lib（5） ibm_013um_model.lib3、在目录C:\synopsys\ project\中，建一子目录“lab1”用于实验一的工作目录。
步骤三：在目录C:\synopsys\ project\ lab1中，用编辑器Notepad 产生一个文件 nmos_para.sp4、从本机的“start开始”，打开Hspice_2008用户界面HspuiA-2008.03-SPI；在用户界面窗口，从文件File 到open,打开目录C:\synopsys\project\ lab1 下Hspice 文件nmos_para.sp5、点击“Simulate”, 仿真完成。
6、双击“Avanwaves”,测量仿真结果。
在“Result Browser”窗口，移动鼠标并点击选择仿真结果 sw0: DC nmos I-V Characteristics; 在Type 中选currents, 在Curves 中，双击I(M1；在AvaneWaves，显示NMOS 在Vgs 为0.8v和1v 时的I-V Characteristics7、移动鼠标到AvanWaves窗口，点鼠标器右键，选“Grid off“; 点击左上角菜单中”Windows”,选”Flip Color“；点击左上角WaveList 中Do:Sw0:i(m1),移动鼠标到菜单中的”Panels“，选择”Edit Curve“修改仿真输出曲线的颜色。
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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Xmanager
b.打开Xmanager中的Xstart
c.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码
Host：202.38.81.119
Protocol: SSH
Username/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 c01n13
e.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.lib
DEFINE 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 。
如下图。
若提示该文件已经存在，询问是否覆盖，选择覆盖。
g.启动candence。
在启动Cadence前，需要设置环境变量。
在xterm中，输入setdt ic5 mmsim111, 如下图。
然后再输入icfb&
启动Cadence。
h.新建工艺库
在icfb窗口中，点击Tools->Library Manager，如下图
在library Manager窗口中，点击File->New -> Library
在弹出窗口中，输入库的名字，如下图。
点击OK。
会弹出为新建库选择工艺库的窗口，选中Attch to an existing technology library.
选择smic40nm工艺库。
点击OK。
工艺库创建完成。
i.创建原理图
在library Manager 窗口中，在Library栏中，选中AMP，然后点击File->New->Cell View
在弹出窗口中，输入原理图名称。
点击OK。
稍等片刻，弹出原理图编辑Schematic Editing窗口。
j.搭建单级放大器原理图
在原理图编辑窗口中，选中左边栏的Instance图标，如下图。
点击弹出的Add Instance窗口中的Browse按钮。
在Library Browser窗口中，在Library栏中选中smic40llrf，在Cell栏中选中n11ll_ckt，在View栏中选中symbol。
如下图。
点击close。
此时原理图编辑窗口中出现尚未放置的mos管，点击鼠标左键放置mos管。
按esc键，退出添加。
刚才添加的mos管为nmos管，接着添加pmos管到原理图中，添加操作与添加nmos管一致，只是在Add Instance窗口中，Cell栏选中P11ll_ckt。
如下图。
放置后，如下图
接着添加电源、地以及电压源到原理图。
这些器件都存放在“analogLib”库中，
将所有元器件添加完后的原理图如下图所示
图中白色字体为元件对应的cell名。
选中原理图编辑窗口的左侧栏中的连续按钮，如下图所示，或者键盘敲击快捷键w。
鼠标在起点单击左键，开始连线，双击左键结束连续。
若画线错误，需要删除，选择左侧边栏的按钮，或者敲击快捷键D。
最终的原理图如下图所示。
修改元件参数，选中相应的元件后，按q建。
如nmos管，修改其宽度和长度。
直流电压源vdc的属性：修改DC voltage。
其他选项不用填。
交流信号源的属性：
交流幅度为交流AC仿真时的输入信号。
设置你的设计参数到相应的元件中，使其满足单级放大器的设计指标。
j.电路仿真
本实验需要用的仿真类型为瞬态分析（Tran Analysis）、直流分析（DC Analysis）和交流小信号分析（AC Analysis）。
关于三个电路分析的具体说明请参考压缩包内“基于Cadence的IC设计”文档的第二、三和五章。
本文档只介绍具体操作。
在原理图编辑窗口菜单栏中，单击Tools->Analog Environment
弹出的ADE仿真界面如下图所示
选中Analyses-> choose
弹出分析选择窗口，选中tran，在stop time项中输入你希望仿真的时间，例如1us。
接着，选中dc，勾选save DC operating Point。
接着选中ac，在sweep Variable中勾选Frequency，在Sweep Range中选中start-stop，输入交流仿真起止频率。
如下图。
点击ok。
此时ADE窗口如下图所示。
点击simulation->run。
运行仿真。
仿真结束后，查看仿真结果。
瞬态分析结果
点击ADE窗口中Results->Direct Plot-> Main Form
然后点击相应导线，会显示相应的波形。
直流分析结果
在ADE窗口中，点击Results-> Print -> DC operating Point.，如下图所示，
然后点击相应的mos管，能够显示mos管的详细参数。
如下图。
交流分析
在ADE窗口中，点击Results-> Direct Plot->AC Gain & Phase.，如下图所示，
然后依次选中输出导线，和输入导线，注意顺序。
弹出波特图窗口，如下图。