微电子课程设计 基本cs和cascode放大器
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哈尔滨理工大学
软件学院
课程设计报告
课程微电子电路（双语）
题目带有源负载的CS放大器与
带有源负载的cascode放大器班级集成11-4班
专业集成电路设计与集成系统学生张翠
学号1114020432
指导教师徐瑞
2013年11月8日
目录
1.课程设计目的 ....................................
2.课程设计题目描述和要求 .............................
3.课程设计报告内容 ............................
3.1、带有源负载的CS放大器 ......................
3.2、带有源负载的cascode放大器 .................
4.心得体会 .........................................
5.参考书目 .........................................
一.课程设计目的
1.熟悉并掌握Orcad中的capture CIS，Hspice与cosmosScope软件的
使用。
2.掌握使用capture CIS建立带有源负载的CS放大器与带有源负载的
cascode放大器的电路并导出网表。
3.熟练应用Hspice仿真网表并修改分析网表，学会用comosScope查看
分析波形。
4.在扎实的基础上强化实践能力，把微电子理论实践化。
二.课程设计题目描述和要求
分析如图这样的带有源负载的共源极放大器与带有源负载的cascode 放大器的开环增益，3dB频宽，单位增益频率。其中负载电容为3PF，电源电压为5V，要求CS放大器的开环增益大于30dB，cascode放大器的开环增益大于60dB。对仿真结果进行分析，功耗小于2mW。
Vdd
C
Vdd
C
三.课程设计报告内容 1.设计过程： A 、理论分析
对2种放大器分别进行分析，设定初值，查找参数值，进行推测和计算、记录各个节点的电流值，电压值，电阻值。
a.CS
放大器：
， D L
W
m I k g '2= ，D
A o I L
V r '=
假设100A =o
，um L 2=由功耗小于mW 2可假设uA I D 100=
从而推出
45=L
W
. b.1 cascode
放大器的第一种理论计算：
，D
L
W m
I k g '2= ，
D
A o I L V r '=
，假
设，
um
L 2=由功耗小于mW 2可假设
uA I D 100=
从而推出
。由
433212o o m o o m r r g r r g =
推出
20
b.2 cascode 放大器第二种理论计算：假设p
Ap n An L V L V ''
=，既
Ap An V V = ，由D
A o I L
V r '=
可知o r 均相同，且um L n
1=，um L p 2=。所以由4
33212o o m o o m r r g r r g =可推出
32
=n p
W W ，其中 D
L
W m I k g '2=.利用电流公式()2
'21OV D V L
W k I = ,1M :2.0=OV V
2M :3.0=OV V 推出um W um W n n 20,4521==，理论推得um W p 60=
B 、软件的使用
首先使用capture CIS 画出电路原理图，完成后导出网表；然后用Hspice 仿真网表，检查无错后用CosmoScope 查看波形。使用Hspice 工具时，对不同的点做扫描可得出精确的结果。 2.设计内容：
A 、带有源负载的CS 放大器的网表及原理图
1.cs* source DESIGN1
C_C1 0 N00306 3p
V_V1 N00357 0 5Vdc
M_Q4 N00357 N00312 N00306 N00357 NVP + L=2u
+ x
+ AD=80p
+ AS=80p
M_Q1 N00312 N00312 N00357 N00357 NVP + L=2u
+ x
+ AD=80p
+ AS=80p
M_Q3 N00306 N00770 0 0 NVN
+ L=5u
+ W=9u
+ AD=80p
+ AS=80p
I_I1 N00312 0 DC 50uAdc
V_V2 N00770 0 DC 1.55Vdc AC 1Vac
.lib 'C:\lib\h05hvcddtt09v01.lib'tt .ac dec 10 1 1g sweep x 1u 100u 1u
.end
2.网表仿真截图管子饱和程度：
3.给定n管的宽长比扫描P管的宽长比
4.调试W/L的网表
* source DESIGN1
C_C1 0 N00306 3p
V_V1 N00357 0 5Vdc
M_Q4 N00357 N00312 N00306 N00357 NVP + L=2u
+ W=6u
+ AD=80p
+ AS=80p
M_Q1 N00312 N00312 N00357 N00357 NVP + L=2u
+ W=6u
+ AD=80p
+ AS=80p
M_Q3 N00306 N00770 0 0 NVN
+ L=5u
+ W=9u
+ AD=80p
+ AS=80p
I_I1 N00312 0 DC 50uAdc
V_V2 N00770 0 DC 1.55Vdc AC 1Vac
.lib 'C:\lib\h05hvcddtt09v01.lib'tt
.ac dec 10 1 1g
.end