CMOS数模混合电路
CMOS组合电路和CMOS基本逻辑电路
Req
Rp
A CL
Rn
B Rn A NAND2
Cint
A
B
晶体管尺寸的确定
当且只有当两个输入 A,B同时为低时输出为 高。最坏情况的下拉 翻转发生在只有一个 NMOS管导通时。
目的:确定NOR门的尺寸，使它的延时近似等于具有以下尺寸的反相器： NMOS = 0.5m/0.25 m；PMOS = 1.5m/0.25 m
(Vtn=-Vtp,μn=2 μp)
19
二、互补CMOS门的传播延时（以NAND2为例）
Rp A
Rn A Rn B NAND2
Rp B CL
内部节点电容：来 自于源漏区及M2和 M1的栅覆盖电容。
Cint
两输入NAND2门等效RC模型
20
开关延时模型
A A Rp A B Rp Rp B Rp A Rn A Cint INV CL Rn Rn CL NOR2
E
CP
CP
34
主从D触发器
1. 电路结构 主锁存器与从锁存器结
构相同 TG1和TG4的工作状态相同 TG2和TG3的工作状态相同
CP 1 D 主锁存器 C TG1 TG C C G1 1 C Q TG3 TG C C 1 G3 Q Q 从锁存器
时PMOS管关断并停止提供放电电流。因此NMOS管适用于PDN中。
7
(2) 推导一组规则来实现逻辑功能
NMOS的串/并联接
Transistors can be thought as a switch controlled by its gate signal NMOS switch closes when switch control input is high
cmos电路原理
cmos电路原理CMOS电路原理概述：CMOS是意译自“互补金属氧化物半导体”（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）。
CMOS电路是目前广泛应用的集成电路之一，其特点是功耗小、噪声低、集成度高、抗干扰能力强且适用于各行各业的电子设备中。
相对其他电路而言，CMOS电路技术在集成度、功耗、速度和可靠性等方面有着巨大的优势。
CMOS电路结构：CMOS电路的结构是由P型和N型的金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）组成的。
在晶圆制造过程中，将P型材料和N型材料穿插在一起刻出不同的现象形成电路，分别控制电路的导通和断开，从而实现电路基本功能。
CMOS电路原理：CMOS电路的原理是利用场效应管P、N型控制中的特性对电路的导通与断开进行控制，从而实现电路的简单控制。
CMOS电路中，NMOS管和PMOS管分别用于逻辑电路中的低电平和高电平与电源的接通，实现二者的互补。
当输入信号为高电平时，PMOS管导通，通过电流进行输出，而NMOS管不导通。
当输入信号为低电平时，PMOS管不导通，NMOS管导通，也通过电流进行输出，二者状态相互互补，实现电路的快速响应、低功耗和准确的状态判断。
优点：1. CMOS电路功耗小，在目前电子设备发展环境，低功耗的电路是每个设备最优解。
2. CMOS电路噪声小，其噪声水平非常低，适用于对信号进行高质量处理的场景，提供更好的信号质量。
3. CMOS电路集成度高，它在片上集成度非常高，能够安排数百万甚至数千万的晶体管，保证设备整体的紧凑程度和运行速度。
4. CMOS电路的抗干扰能力强，可抵御电磁干扰、纹波和噪声等因素，确保了设备的正常稳定运行。
缺点：CMOS电路的主要缺点是其工艺制程要求相对严格，一旦处理不当，单一电路的成本将会非常高昂。
总结：CMOS电路技术已经被广泛应用于各种设备，它的优点不仅仅局限于低功耗、低噪声、高集成度、高可靠性和抗干扰能力强等方面。
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。
0.18μm CMOS 1:20分频器电路设计
0.18μm CMOS 1：20分频器电路设计
邢立冬;朱刘松;蒋林
【期刊名称】《西安邮电学院学报》
【年(卷),期】2008(013)003
【摘要】采用0.18μm CMOS工艺设计了用于2.5GHz锁相环系统的1:20分频器电路.该电路采用数模混合的方法进行设计,第一级用模拟电路实现1:4分频,使其频率降低,第二级用数字电路实现1:5分频,从而实现1:20分频.该电路采用SMIC0.18μm工艺模型,使用HSPICE进行了仿真.仿真结果表明,当电源电压为1.8V,输入信号峰峰值为0.2V时,电路可以工作在2.5GHz,功耗约为9.8mW.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】邢立冬;朱刘松;蒋林
【作者单位】西安邮电学院计算机系,陕西,西安,710121;中国人民解放军第323医院信息科,陕西,西安,710054;西安邮电学院计算机系,陕西,西安,710121
【正文语种】中文
【中图分类】TN772
【相关文献】
1.0.18μm CMOS高集成度可编程分频器的设计 [J], 郑立博;张长春;郭宇锋;方玉明;刘蕾蕾
2.基于0.18μm CMOS标准单元的可编程分频器设计 [J], 何小虎;胡庆生
3.基于0.18μm CMOS工艺的ZigBee分频器设计 [J], 蒋雪琴
4.一种1.8V 4.8GHz 0.9mW 0.18μm CMOS分频器 [J], 雷牡敏;李永明;孙义和
5.应用于DVB-T的0.18μm CMOS工艺数字可编程分频器芯片设计 [J], 景永康;陈莹梅;章丽
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CMOS电路特性与参数
CMOS电路特性与参数CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补式金属氧化物半导体）是一种常见的集成电路技术。
它由一对互补的MOSFET （金属氧化物半导体场效应晶体管）构成，具有高集成度、低功耗和高噪声抑制等优点。
在本文中，我们将探讨CMOS电路的特性和参数。
一、CMOS电路的基本特性CMOS电路采用了互补的nMOS和pMOS晶体管，使得在非导通状态下电流基本为零，从而实现了极低的静态功耗。
此外，由于nMOS和pMOS晶体管的互补作用，CMOS电路还具有较高的抗噪声性能和较宽的工作电压范围。
这些特性使得CMOS电路成为了现代集成电路设计的重要选择。
二、CMOS电路的关键参数1. 高电平（High Level，或简称"High"）和低电平（Low Level，或简称"Low"）电压：这两个参数定义了CMOS电路中表示逻辑状态的电压范围。
通常情况下，高电平电压应接近于供电电压（VDD），低电平电压应接近于地（GND）。
2. 阈值电压：阈值电压（Threshold Voltage）是指晶体管切换电流的参考电压。
对于nMOS晶体管，阈值电压为正值；对于pMOS晶体管，阈值电压为负值。
阈值电压决定了晶体管的导通和截止的条件。
3. 驱动能力：驱动能力（Drive Capability）是指CMOS电路对外部负载的驱动能力。
它通常由晶体管的截止电压和饱和电压确定。
高驱动能力可以保证信号在电路中的传输质量和速度。
4. 功耗：CMOS电路的功耗主要包括静态功耗和动态功耗。
静态功耗是指电路在静止状态下的功耗，主要由漏电流引起；动态功耗是指电路在切换状态时的功耗，主要由充电和放电电流引起。
降低功耗是CMOS电路设计的一个重要目标。
5. 速度：CMOS电路的速度取决于晶体管的开关速度和电路中的延迟。
晶体管的开关速度主要由其驱动能力和晶体管的尺寸确定；电路中的延迟主要由线路长度、传输门的个数等因素决定。
cmos门电路的特点_CMOS门电路的工作原理及特性 - 电子技术
cmos门电路的特点_CMOS门电路的工作原理及特性 - 电子技术MOS逻辑门电路是继TTL之后发展起来的另一种应用广泛的数字集成电路。
由于它功耗低、抗干扰能力强、工艺简单，几乎所有的大规模、超大规模数字集成器件都采用MOS工艺。
就其发展趋势看，MOS 电路特别是ＣＭＯＳ电路有可能超越TTL成为占统治地位逻辑器件。
CMOS逻辑门电路是由N沟道增强型MOS管和P沟道增强型MOS管互补而成，通常称为互补型MOS逻辑电路，简称CMOS逻辑电路。
下面以CMOS非门为例介绍CMOS门电路的工作原理及特性。
1、CMOS非门图1 CMOS非门基本电路（1）电路结构及工作原理CMOS非门的基本电路结构如图1所示，其中TP是P沟道增强型MOS 管，TN是N沟道增强型MOS管。
假如TP和TN的开启电压分别为UTP和UTN，则要求VDDUTP+UTN。
当输入为低电平，即ui=0时，TN截止，TP导通，故uo≈VDD，输出高电平。
当输入为高电平，即ui=VDD时，TP截止，TN导通，故uo≈0，输出低电平。
所以该电路实现了非逻辑。
通过以上分析可以看出，在CMOS非门电路中，无论电路处于何种状态，TP、TN中总有一个截止，所以它的静态功耗极低，有微功耗电路之称。
（2）电压传输特性在图1所示的CMOS非门电路中，设VDDUTP+UTN。
,且UTP=UTN，TP 和TN具有同样的导通内阻RON和截止内阻ROFF，则输出电压随输入电压变化的曲线，即电压传输特性如图2所示。
图2 CMOS非门的电压传输特性从图2所示的曲线上可以看出，CMOS非门的电压传输特性不仅有阀值电压UT=1/2VDD的特点，而且曲线转折区的曲率很大，因此更接近于理想的开关特性，从而使CMOS非门电路获得了更大的输入端噪声容限。
2、CMOS与非门电路CMOS与非门电路如图3所示。
驱动管TN1和TN2为N沟道增强型MOS管，两者串联，负载管TP1和TP2为P沟道增强型MOS管，两者并联，负载管整体与驱动管相串联。
模拟cmos基础知识
模拟CMOS基础知识一、什么是CMOS1.1 CMOS的定义和作用CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，互补金属-氧化物-半导体）是一种集成电路的制造工艺，也是一种特定类型的晶体管。
CMOS技术被广泛应用于逻辑电路、模拟电路和数模混合电路中。
CMOS在数字电路方面具有优异的性能，相比于传统的TTL（Transistor-Transistor Logic）和ECL（Emitter-Coupled Logic），CMOS电路功耗低、可靠性高。
它还具有良好的抗噪声特性和工作频率范围广的特点。
1.2 CMOS的组成结构CMOS电路由nMOS（n型金属-氧化物-半导体）和pMOS（p型金属-氧化物-半导体）两种晶体管组成。
nMOS晶体管的工作原理是通过控制门电压，使得通道导电或截止，实现电流的控制。
pMOS晶体管则与nMOS相反，通过控制门电压控制通道的导电或截止。
这两种晶体管可以根据不同的逻辑功能进行灵活组合，从而实现复杂的电路功能。
二、CMOS工作原理2.1 nMOS的工作原理•当门端施加了高电压（高于阈值电压），nMOS的沟道导通，形成通路，电流通过；•当门端施加了低电压（低于阈值电压），nMOS的沟道截止，电流停止。
2.2 pMOS的工作原理•当门端施加了低电压（低于阈值电压），pMOS的沟道导通，形成通路，电流通过；•当门端施加了高电压（高于阈值电压），pMOS的沟道截止，电流停止。
2.3 CMOS的工作原理CMOS电路由nMOS和pMOS组成，其工作原理有以下几个重要特点：1.CMOS电路在静态时消耗的功率几乎为零，只有在切换过程中才会有瞬态功率消耗；2.CMOS电路的输出具有较大的幅度和较小的延迟，能够同时输出高电平和低电平信号；3.CMOS电路的噪声干扰较小，具有良好的抗噪声特性；4.CMOS电路的工作速度较快，能够适应高频率的工作要求。
CMOS电路入门指导
CMOS集成电路1 MOS/CMOS集成电路2 CMOS集成电路的性能及特点3 CMOS集成电路的工作原理4 制作CMOS集成电路需要注意的问题5 CMOS集成电路输入和输出端使用规则6 CMOS集成电路的接口电路7 正确使用CMOS、NMOS器件需遵守的准则CMOS集成电路的性能及特点功耗低CMOS集成电路采用场效应管，且都是互补结构，工作时两个串联的场效应管总是处于一个管导通，另一个管截止的状态，电路静态功耗理论上为零。
实际上，由于存在漏电流，CMOS 电路尚有微量静态功耗。
单个门电路的功耗典型值仅为20mW，动态功耗（在1MHz工作频率时）也仅为几mW。
工作电压范围宽CMOS集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳压。
国产CC4000系列的集成电路，可在3~18V电压下正常工作。
逻辑摆幅大CMOS集成电路的逻辑高电平“1”、逻辑低电平“0”分别接近于电源高电位VDD及电影低电位VSS。
当VDD=15V，VSS=0V时，输出逻辑摆幅近似15V。
因此，CMOS集成电路的电压电压利用系数在各类集成电路中指标是较高的。
抗干扰能力强CMOS集成电路的电压噪声容限的典型值为电源电压的45%，保证值为电源电压的30%。
随着电源电压的增加，噪声容限电压的绝对值将成比例增加。
对于VDD=15V的供电电压（当VSS=0V 时），电路将有7V左右的噪声容限。
输入阻抗高CMOS集成电路的输入端一般都是由保护二极管和串联电阻构成的保护网络，故比一般场效应管的输入电阻稍小，但在正常工作电压范围内，这些保护二极管均处于反向偏置状态，直流输入阻抗取决于这些二极管的泄露电流，通常情况下，等效输入阻抗高达103~1011Ω，因此CMOS集成电路几乎不消耗驱动电路的功率。
温度稳定性能好由于CMOS集成电路的功耗很低，内部发热量少，而且，CMOS电路线路结构和电气参数都具有对称性，在温度环境发生变化时，某些参数能起到自动补偿作用，因而CMOS集成电路的温度特性非常好。
模拟cmos集成电路设计
模拟CMOS集成电路设计1. 引言模拟CMOS集成电路设计是现代集成电路设计的重要领域之一。
随着电子技术的不断发展和进步，集成电路在各个领域都有着广泛的应用，尤其是模拟领域。
模拟CMOS集成电路设计是一门综合性学科，需要掌握深厚的电路理论知识和数理基础。
本文将介绍模拟CMOS集成电路设计的基本原理、常用工具和设计流程。
2. 模拟CMOS集成电路基本原理模拟CMOS集成电路是由大量的MOS晶体管和电阻电容等元件组成的电路。
它能够处理连续变化的电压信号，具有很高的放大和处理能力。
模拟CMOS集成电路设计的基本原理包括以下几个方面：2.1 MOSFET的基本原理模拟CMOS集成电路主要采用NMOS和PMOS两种类型的MOSFET。
NMOS晶体管工作在负电压下，电子流的导通；PMOS晶体管工作在正电压下，空穴流的导通。
MOSFET的基本原理和参数是设计模拟CMOS电路的基础。
2.2 CMOS反相放大器CMOS反相放大器是模拟CMOS电路的基本模块。
它能够将输入电压放大并反向输出。
通过设计合适的电路结构和参数，可以实现不同的放大倍数和频率响应。
2.3 模拟CMOS电路的环路增益模拟CMOS电路的环路增益是指电路反馈回路的增益。
环路增益对电路的稳定性和性能有重要影响。
通过选择合适的电路结构和控制参数，可以提高电路的稳定性和性能。
3. 模拟CMOS集成电路设计工具3.1 SPICE仿真工具SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是一种广泛使用的电路仿真工具。
它能够模拟和分析模拟CMOS电路的性能，帮助设计师进行电路参数优化和性能评估。
3.2 Cadence工具套件Cadence是一套综合性的集成电路设计工具套件。
它包括了原理图设计、布局设计、电路仿真和物理验证等模块，可以实现从概念到最终产品的全流程设计。
3.3 ADS高频仿真工具ADS（Advanced Design System）是一种专业的高频电路仿真工具。
bis0001
1上海京西电子信息系统有限公司BISS0001红外传感信号处理器特点z CMOS 数模混合专用集成电路。
z 具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配，进行信号与处理。
z 双向鉴幅器，可有效抑制干扰。
z 内设延迟时间定时器和封锁时间定时器，结构新颖，稳定可靠，调节范围宽。
z 内置参考电压。
z 工作电压范围+3V —+5V 。
z采用16脚DIP 封装或SOP 封装。
外引线连接图图1 BISS0001外引线连接图原理框图图2 BISS0001原理框图2上海京西电子信息系统有限公司工作原理图2为BIS0001红外传感器信号处理器的原理框图。
外界元件由使用者根据需要选择。
由图可见BISS0001是由运算放大器、电压比较器和状态控制器、延迟时间定时器、封锁时间定时器及参考电压源等构成的数模混合专用集成电路。
可广泛应用于多种传感器和延时控制器。
各引脚的定义和功能如下：V DD —工作电源正端。
范围为3~5V 。
Vss —工作电源负端。
一般接0V 。
I B —运算放大器偏置电流设置端。
经R B 接VSS 端，R B 取值为1M 左右。
1IN-—第一级运放放大器的反相输入端。
1IN+—第一级运放放大器的同相输入端。
1OUT —第一级运算放大器的输出端。
2IN-—第二级运算放大器的反相输出端。
2OUT —第二级运算放大器的输出端。
Vc —触发禁止端。
当Vc ＜V R 时禁止触发；当V C ＞V R 时允许触发。
V R ≈0.2VDD 。
V RF —参考电压及复位输入端。
一般接VDD 。
接“0”时可使定时器复位。
A —可重复触发和不可重复触发控制端。
当A=“1”时，允许重复触发，当A=“0”时，不可重复触发。
Vo —控制信号输出端。
由Vs 上跳边沿触发使Vo 从低电平跳变到高电平时为有效触发。
在输出延时间Tx 之外和无Vs 上跳变时Vo 为低电平状态。
RR 1RC 1—输出延迟时间Tx 的调节端。
数模混合电路的设计(很详细规范)
目录：前言一、数模混合设计的难点二、提高数模混合电路性能的关键三、仿真工具在数模混合设计中的应用四、小结五、混合信号PCB设计基础问答前言：数模混合电路的设计，一直是困扰硬件电路设计师提高性能的瓶颈。
众所周知，现实的世界都是模拟的，只有将模拟的信号转变成数字信号，才方便做进一步的处理。
模拟信号和数字信号的转变是否实时、精确，是电路设计的重要指标。
除了器件工艺，算法的进步会影响系统数模变换的精度外，现实世界中众多干扰，噪声也是困扰数模电路性能的主要因素。
本文通过Ansoft公司的“AD-Mix Si gnal Noise Design Suites” 数模混合噪声仿真设计软件的对数模混合设计PC B的仿真，探索分析数模混合电路的噪声干扰和优化设计的途径，以达到改善系统性能目的。
一、数模混合设计的难点数模混合电路设计当中，干扰源、干扰对象和干扰途径的辨别是分析数模混合设计干扰的基础。
通常的电路中，模拟信号上由于存在随时间变化的连续变化的电压和电流有效成分，在设计和调试过程中，需要同时控制这两个变量，而且他们对于外部的干扰更敏感，因而通常作为被干扰对象做分析；数字信号上只有随时间变化的门限量化后的电压成分，相比模拟信号对干扰有较高的承受能力，但是这类信号变化快，特别是变化沿速度快，还有较高的高频谐波成分，对外释放能量，通常作为干扰源。
作为干扰源的数字电路部分多采用CMOS工艺，从而导致数字信号输入端极高的输入电阻，通常在几十k欧到上兆欧姆。
这样高的内阻导致数字信号上的电流非常微弱，因而只有电压有效信号在起作用，在数模混合干扰分析中，这类信号可以作为电压型干扰源，如CLK信号，Reset等信号。
除了快速交变的数字信号，数字信号的电源管脚上，由于引脚电感和互感引起的同步开关噪声（SSN），也是数模混合电路中存在的重要一类电压型干扰源。
此外，电路中还存在一些电流信号，特别是直流电源到器件负载之间的电源信号上有较大的电流，根据右手螺旋定理，电流信号周围会感应出磁场，进而引起变化的电场，在分析时，直流电源作为电流型干扰源。
cmos电路和器件基本结构
cmos电路和器件基本结构CMOS电路和器件基本结构CMOS（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）电路是一种广泛应用于数字集成电路中的技术。
CMOS电路由CMOS 器件构成，它是一种特殊的半导体器件。
本文将介绍CMOS电路和器件的基本结构。
一、CMOS电路的基本原理CMOS电路的基本原理是利用n型MOS（NMOS）和p型MOS （PMOS）两种互补型的场效应晶体管（FET）来实现电路的逻辑功能。
NMOS和PMOS的特性互补，通过它们的联合工作可以实现低功耗、高集成度和高噪声抑制的优点。
二、CMOS器件的基本结构CMOS器件由一对互补型的MOSFET组成，即NMOS和PMOS。
这两种器件的基本结构如下：1. NMOS结构NMOS器件由一个n型沟道和两个控制电极（栅极和源极）组成。
栅极用于控制沟道的导电性，源极和漏极用于连接电路。
当栅极施加高电压时，沟道会形成导电通道，电流可以从源极流向漏极；当栅极施加低电压时，导电通道关闭，电流无法流动。
2. PMOS结构PMOS器件由一个p型沟道和两个控制电极（栅极和源极）组成。
栅极用于控制沟道的导电性，源极和漏极用于连接电路。
与NMOS 相反，当栅极施加低电压时，沟道会形成导电通道，电流可以从源极流向漏极；当栅极施加高电压时，导电通道关闭，电流无法流动。
三、CMOS电路的工作原理CMOS电路的工作原理是利用两个互补型MOSFET的特性，通过不同的输入信号来控制输出信号。
当输入信号为高电平时，NMOS 导通，PMOS截止；当输入信号为低电平时，PMOS导通，NMOS 截止。
这样就实现了输入信号与输出信号之间的逻辑关系。
四、CMOS电路的优点CMOS电路具有以下几个优点：1. 低功耗：CMOS电路只在切换时才消耗电能，而静态时几乎不消耗电能，因此功耗较低。
2. 高集成度：CMOS电路中的晶体管可以非常小型化，因此可以实现高度集成的芯片设计。
CMOS混合信号电路设计答案
CMOS 混合集成电路一、图1是典型的共栅放大器的电路图，请画出电路小信号等效电路图，采用小信号分析方法，推导框内公式，并给出共栅放大器的优点和典型应用。
图1解答：共栅放大器的小信号等效电路图如下所示，其中L R 为负载电阻+__+G S BD VoVgs Vbs gmVgs rogmbVbsViI D R LR得到， i bs gs V V V -== （1）obs mb gs m L D r Vi Vo V g V g R Vo R Vo I -++=+-=)(（2） 由（1），（2）解得： oL D o mb m r R R r g g Vi VoAv 1111++++==omb m LD mb m o mb m L D o o mb m L D o L D o mb m o L Di r g g R R g g r g g R R r r g g R R r R R Vo r g g r R R Vo I ViR )(//)(1)(//)(1//)11(1111+++=++≈+++=+++++=-=当输出短接时的等效跨导为：oii mb i m r V V g V g I ---= mb m omb m i m g g r g g V I G +≈++=-=1计算输出电阻的小信号等效电路如下所示：VoB得到：s bs gs R I V V ⋅-== （3）Do bs mb gs m o s o R VV g V g r R I V I +++⋅-=（4） 由（3）（4）可得到：s o mb m D o s o mb m D oo R r g g R r R r g g R IV R )//(}])(1//{[+≈+++==共栅级放大器具有较低的输入电阻，高的输出电阻和单位电流增益，可以用于电流缓冲器，适用于高频和高带宽电路。
二、图2是典型的共漏放大器的电路图，请画出电路小信号等效电路图，采用小信号分析方法，推导框内公式，并给出共漏放大器的优点和典型应用。
cmos电路的工作原理
cmos电路的工作原理小伙伴，今天咱们来唠唠CMOS电路这个超有趣的东西。
CMOS呢，就是互补金属 - 氧化物 - 半导体（Complementary Metal - Oxide - Semiconductor）的缩写。
你可以把CMOS电路想象成一个超级有默契的小团队，这里面的成员配合得那叫一个天衣无缝。
CMOS电路主要由PMOS（P - type Metal - Oxide - Semiconductor）和NMOS（N - type Metal - Oxide - Semiconductor）晶体管组成。
这PMOS和NMOS就像一对性格互补的好伙伴。
先来说说PMOS晶体管吧。
PMOS就像是一个很温和的大哥哥。
当它工作的时候呢，你给它一个合适的电压信号，就好像跟它说“大哥哥，该干活啦”。
这个电压信号就像是一把钥匙，打开了PMOS让电流通过的大门。
在正常情况下，PMOS在低电平输入的时候，就像大哥哥得到了某种暗示，会很听话地让电流从源极流向漏极。
这就好比大哥哥知道什么时候该出手，把东西从一个地方运到另一个地方。
再看看NMOS晶体管。
NMOS就像是一个充满活力的小弟弟。
它和PMOS可是完全相反的性格哦。
NMOS在高电平输入的时候，就像小弟弟被打了鸡血一样，开始欢快地让电流从漏极流向源极。
它特别活跃，只要接收到正确的信号，就会迅速行动起来。
那这两个家伙在CMOS电路里是怎么合作的呢？比如说在一个简单的CMOS反相器电路里。
当输入是高电平的时候，就像给小弟弟（NMOS）加油打气，小弟弟开始工作，而大哥哥（PMOS）呢，就休息去了。
因为这个时候小弟弟能够很好地把电路导通，输出就变成了低电平。
反过来，当输入是低电平的时候，大哥哥就挺身而出，小弟弟休息，这样输出就变成了高电平。
这就像他们两个商量好了一样，一个休息的时候另一个就干活，永远不会乱套。
CMOS电路还有很多厉害的地方呢。
它的功耗特别低，就像一个很会过日子的小家庭，不会浪费一点电。
cmos模拟开关混频电路原理
cmos模拟开关混频电路原理
CMOS模拟开关混频电路是一种基于CMOS技术的混频电路，用于将两个不同频率的信号混合在一起。
该电路的主要原理是通过两个CMOS模拟开关，在不同的时
刻将两个输入信号接入一个输出电路。
具体的工作原理如下：
1. 输入信号1和输入信号2分别接入两个CMOS模拟开关的
控制端。
第一个开关负责控制输入信号1的通断，第二个开关负责控制输入信号2的通断。
2. 输出电路接入两个CMOS模拟开关的输出端，输出信号通
过两个开关的通断状态决定是输入信号1还是输入信号2。
3. 通过时序控制信号，控制两个CMOS模拟开关的开闭时间，使得两个输入信号能够按照一定的时间序列接入输出电路。
通过不断切换两个输入信号的通断状态，输出电路能够获得两个信号的混合信号。
这样，就实现了混频的功能。
CMOS模拟开关混频电路具有低功耗、低噪声和较高的动态
范围等优点，广泛应用于无线通信、雷达和音频设备等领域。
数模混合电路设计
6 5 4
2Iref
I4on ,I2off ,I1off . . . . . I2on ,I1on I2on ,I1off I1on
Digital Input
• DNL depends on transition – Example: 0 to 1 ÆσDNL2 =
3 2
σ(dΙref/Ιref)2 1 to 2 Æ σDNL2 = 3σ(dΙref/Ιref)2
EECS 247- Lecture 14
Mixed Analog and Digital IC Design
Data Converters: DAC Design
© 2008 H.K. Page 45
Digital-to-Analog Converters
Static DAC Errors
DAC INL
DNL Unit Element DAC
E.g. Resistor string DAC: Assumption: No systematic error- only random error
2B −1
Vref Iref
Δ = Rmedi an Iref Δi = Ri Iref D N Li = Δi − Δmedian Δmedian Ri − R R
Current Based DAC
R-2R ladder: binary weighted output impedance Output impedance: EF/SF & opamp compensation INL/DNL error due to opamp offset Unit-element current DAC: monotonic, 2N -1 current & switches Binary-weighted: monotonicity not guranteed, 2N -1 current & N switches
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数模混合电路设计的难点
数模混合电路设计的难点
业界普遍接受的模拟电路仿真模型还是SPICE模型，数字电路 信号完整性分析使用IBIS模型。多家EDA公司的仿真软件已经推出 支持多种模型的混合模型仿真器，然而摆在设计师案头的主要困难 是器件模型，特别是模拟器件模型很难得到。在数字设计看来，时 域的瞬态分析，即某一时间点上确定的电压值，是仿真的主要手段， 就像调试中的示波器那样直观。没有精确的模型，瞬态分析就无法 实现。然而对模拟设计，特别是噪声分析，激励源在时间轴上难于 描述或很难预测，只知道他的频率带宽范围和大致幅度，这时候我 们通常会引入频域扫频分析，考察扫频信号在关注点的变化，如同 频谱分析仪的作用。或者干脆如网络分析仪（NA）那样考察信号或 噪声通过的通道的频域SYZ参数，进而预测干扰发生的频率和幅度。 可见，数模混合噪声分析，既需要支持混合模型的仿真器，也需要 仿真器同时支持时域分析和频域分析。
CMOS集成电路供电简单，供电电源体积小，基本上不需稳 压。国产CC4000系列的集成电路，可在3~18V电压下正常工作。
CMOS集成电路的逻辑高电平"1"、逻辑低电平"0"分别接近于 电源高电位VDD及电影低电位VSS。当VDD=15V，VSS=0V时，输出 逻辑摆幅近似15V。因此，CMOS集成电路的电压电压利用系数在 各类集成电路中指标是较高的。
CMOS
相对于其他逻辑系列,CMOS逻辑电路具有一下优 点: 1.允许的电源电压范围宽,方便电源电路的设计 ； 2.逻辑摆幅大,使电路抗干扰能力强 ； 3.静态功耗低 ； 4.隔离栅结构使CMOS期间的输入电阻极大,从 而 使CMOS期间驱动同类逻辑门的能力比其他系列 强得多。
集成
CMOS集成电路的性能及特点
提高数模混合电路性能的关键
什么是SPICE模型
SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是一种功能强大的 通用模拟电路仿真器。可对电路进行非线性直流分析、非线性瞬态分析 和线性交流分析。被分析的电路中的元件可包括电阻、电容、电感、互 感、独立电压源、独立电流源、各种线性受控源、传输线以及有源半导 体器件。SPICE内建半导体器件模型，用户只需选定模型级别并给出合适 的参数。
数模混合电路设计的难点
CMOS
CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor): 即互补金属氧化物半导体，是一种大规模 Question： 应用于集成电路芯片制造的原料。采用CMOS技 为什么要选择CMOS作为 术可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体 数模混合电路的干扰源？ 管（MOSFET）集成在一块硅片上。 CMOS电压控制的一种放大器件。是组成 CMOS数字集成电路的基本单元。该技术通常用 于生产RAM和交换应用系统，在计算机领域里通 常指保存计算机基本启动信息(如日期、时间、 启动设置等)的ROM芯片。
数模混合电路设计的难点
数模混合电路设计当中，干扰源、干扰对象和干扰途径的 辨别是分析数模混合设计干扰的基础。通常的电路中，模拟信 号上由于存在随时间变化的连续变化的电压和电流有效成分， 在设计和调试过程中，需要同时控制两个变量，而且他们对于 外部的干扰更敏感，因而通常作为被干扰对象做分析；数字信 号上只有随时间变化的门限量化后的电压成分，相比模拟信号 对干扰有较高的承受能力，但是这类信号变化快，特别是变化 沿速度快，还有较高的高频谐波成分，对外释放能量，通常作 为干扰源。
什么是IBIS模型
IBIS（Input/Output Buffer Information Specification）模型是一种基 于V/I 曲线的对I/O BUFFER 快速准 确建模的方法，是反映芯片驱 动和接收电气特性的一种国际标准，提供一种标准的文件格式 来记录如驱动源输出阻抗、上升/下降时间及输入负载等参数， 非常适合 做振荡和串扰等高频效应的计算与仿真。
在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模 拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟 电路。 例如： 热电偶在工作时输出的电压信号就属于模拟信号，因 为在任何情况下被测温度都不可能发生突跳，所以测得的电压信 号无论在时间上还是在数量上都是连续的。而且，这个电压信号 在连续变化过程中的任何一个取值都是具体的物理意义，即表示 一个相应的温度。
数模混合电路设计的难点
数模混合电路设计的难点
传统的设计中，数字模拟部分被严格分开；然而随着系 统越来越复杂，数模电路集成度不断提高，分割又会造成数 字信号跨分割，信号回流不完整，进而影响信号完整性，另 外，电源的分割还造成电源分配系统的阻抗过高；有人提出“ 单点连接”：还是做分割，但是在跨分割的信号下方单点连接 以避免跨分割问题；但是如果数模之间信号很多，难于分开， 这种“单点连接”也存在困难，因而又有人提出不分割，只是 保持数字和模拟部分不要交叉；还有一些资料介绍，在跨分 割的信号旁边包地线或者并联电容，用来提供完整回流路径。 无论哪种方法，似乎都有一定道理，而且都有成功的先例， 然而所有这些分割方案的有效性以及可能存在的问题，一直 没有检验的标准。
数模混合电路设计的难点
无论电压型还是电流型的干扰源，在耦合到 被干扰对象时，既可能通过电路传导耦合，也 可能通过空间电磁场耦合，或者二者兼有。然 而一般的仿真分析工 具，往往由于功能所限， 只能分析其中一种。例如在传统的SPICE电路仿 真工具中，只考虑电路传导型的干扰，并不考 虑空间电磁场的耦合；而一般的PCB信号完整性 （SI）分析工具，只考察空间电磁场耦合，将所 有的电源、地都看作理想DC直流，不予分析考虑。 耦合路径提取的不完整，也是困扰数模混合噪 声分析的重要原因。
CMOS集成电路采用场效应管，且都是互补 结构，工作时两个串联的场效应管总是处于一 个管导通，另一个管截止的状态，电路静态功 耗理论上为零。实际上，由于存在漏电流， CMOS电路尚有微量静态功耗。单个门电路的功 耗典型值仅为20mW，动态功耗（在1MHz工作频 率时）也仅为几mW。
CMOS集成电路的性能及特点
直观且容易实现
保密性差 抗干扰能力弱
加强了通信的保密性 提高了抗干扰能力 可构建综合数字通信网
占用频带较宽 技术要求复杂 进行模/数转换时会带来量化误差
数模混合电路设计的难点
数模混合电路设计的难点
数模混合电路的设计，一直是困扰硬 件电路设计师提高性能的瓶颈。 众所周知，现实的世界都是模拟的， 只有将模拟的信号转变成数字信号，才方 便做进一步的处理。模拟信号和数字信号 的转变是否实时、精确，是电路设计的重 要指标。除了器件工艺，算法的进步会影 响系统数模变换的精度外，现实世界中众 多干扰，噪声也是困扰数模电路性能的主 要因素。
CMOS数模混合电路的特性分析
高速CMOS
随着现在微电子技术和电子技术的不断飞速发展 使得电路系统的复杂程度日益增加, 而且为了简化电 路, 降低成本, 芯片设计人员往往把模拟电路和数字电 路集成到一个芯片上。现在这种技术多用在无线通信 网络, 多媒体信息处理过程控制和实时控制等系统中, 可以预言, 数模混合信号电路在系统中的应用将越来 越广泛。
RCOM-880数模混合型集团电话
数模混合测试系统 数模混合供电设计
在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数 字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电子电路叫数 字电路。 例如： 用电子电路记录从自动生产线上输出的零件数目时， 每送出一个零件便给电子电路一个信号，使之记1，而平时没有 零件送出时加给电子电路的信号是0，所在为记数。可见，零件 数目这个信号无论在时间上还是在数量上都是不连续的，因此 他是一个数字信号。最小的数量单位就是1个。
Fourier transform
提高数模混合电路性能的关键
傅里叶变换能将 满足一定条件的某个 函数表示成三角函数 （正弦和/或余弦函 数）或者它们的积分 的线性组合。在不同 的研究领域，傅里叶 变换具有多种不同的 变体形式。
提高数模混合电路性能的关键
提高数模混合电路性能的关键
提高数模混合电路性能的关键
CMOS集成电路的性能及特点
温度稳定性能好 扇出能力强 抗辐射能力强 接口方便
CMOS集成电路的性能及特点
综上所述，决定数模混合处理芯片采用何种技术的因素是多方 面的，性能是主要的方面，但其要推向市场，还要讲究实用化和低 成本。标准CMOS工艺技术，虽然在速度方面比双极、基于化合物半 导体的双极及BiCMOS要稍微逊色，但其在速度方面仍有很大的潜力， 随着互连问题的解决和特征尺寸的进一步微细化，其速度将会继续 提高，而其在低成本、低功耗、高集成度方面的优势使得标准CMOS 工艺技术在高速模拟、数模混合电路的研制中有很大优势，其在较 宽Байду номын сангаас率范围内仍表现出良好的特性曲线和成本结构。相信随着工艺 的进一步微细化，标准CMOS工艺技术在高速数模混合电路方面将有 很大作为。
数模混合电路设计的难点
数模混合电路设计的难点
作为干扰源的数字电路部分多采用CMOS工艺，从而导致数字信 号输入端极高的输入电阻，通常在几十k欧到上兆欧姆。这样高的 内阻导致数字信号上的电流非常微弱，因而只有电压有效信号在起 作用，在数模混合干扰分析中，这类信号可以作为电压型干扰源， 如CLK信号，Reset等信号。除了快速交变的数字 信号，数字信号的 电源管脚上，由于引脚电感和互感引起的同步开关噪声（SSN），也 是数模混合电路中存在的重要一类电压型干扰源。此外，电路中还 存在一些电流信号，特别是直流电源到器件负载之间的电源信号上 有较大的电流，根据右手螺旋定理，电流信号周围会感应出磁场， 进而引起变化的电场，在分析时，直流电源作为电流型干扰源
数字电源管脚上的噪声，通常由于 同步开关噪声（Simultaneous Switch Noise）引起，而同步开关噪声又是 由于晶元上IO到的电源和地管脚之 间的引线电感造成的，这个电压波 动会与电感大小和信号开关速度成 正比，如图。现在的大规模IC中， 管脚更多，封装更大，信号开关速 度更快，因而SSN会更严重，对模拟 信号的干扰也就越大。