共源共栅放大器实验报告材料
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实验名称：共源共栅放大器设计
实验目的：
1.了解共源共栅级放大器的基本工作原理及相关优缺点
2.学会CMOS电路中的基本参数的设计和分析参数之间的折中关系
3. 共源共栅放大器设计及仿真
实验设备及型号：orcd仿真软件
实验原理及实验步骤：
实验原理：
共栅级的输入信号可以是电流，共源级可以可以将电压信号转换为电流信号。共源共栅级的级联叫做共源共栅结构。
共源共栅级的输出阻抗很高
通过计算Rout可得Rout约=（gm1+gmb2）r o2r o1
也就是说M2将M1的增益提高至原来的（gm1+gmb2）r o2倍
其还可以扩展为三个或多个以获得更高的输出电阻
但这需要额外的电压余度
共源共栅结构不仅可以作为放大器而且可以作为恒定电流源高的输出阻抗接近一个理想电流源
本次需要仿真的pmos 共源共栅负载的nmos 共源共栅放大器即是如此。
在某种意义上，共源共栅晶体管结构“屏蔽”输入器件使它不受输出节点电压变化的影响。这种共源共栅结构屏蔽特性在许多电路中是非常有用的 实验步骤：
由于共源共栅放大器的电路图已给出，所以电路设计省略 2.按所给设计图绘制相应电路图所得电路图如下
0.65FREQ = 1k
VAMP VOFF = 0
3.根据题目要求先对其进行相应仿真 1）设置静态工作点和器件参数。
如此处静态输出电压Vout=3v Vcc=6v Vb1=5.13v Vb2=4.88v Vb3= 0.904v 等
2）：设定静态电流。
①设定长L=2u
②调试W
L
主要是调试W，要使静态电流为100uA,L固定以后，就调节W来达到需要的电流。
此处用快速扫描的方法来调试出所需W的大小
待所需各个管的w值扫描出后
③bias point 仿真检验电流i是否达到要求。
3）根据题目要求进行相应的交流仿真。
以下是相关的扫描实验数据
扫描w的值
测得MN1 管w的值为104.5u
测得MN2 管w的值为92.7u
注：此时测得的MN2管w的值是加了一个稳定电压Va=0.25v的
当没加Va时测得MN2 管w的值为90.1u
测得MP2 管w的值为179.5u
测得MP1管w的值为205u
bias point 仿真检验。
去掉输出端的3v电压后原则上在每个管子的W定好了之后通过bias point仿真静态输出电压为3V静态电流约为100uA。
交流仿真
因要求Ad>=70DB故将电压调至0.6535v
此时的电路图为
0P ARAM E T ER S:
w = 10u
0vb 1
VDB
MN1
W = 104.5u L = 2u
R12k
2
1
0MP2
W = 179.5u L = 2u
V4
4.88Vdc
vb 3
V7
3V dc
V5
0.904Vdc
vb 3
vb 2
V3
5.13Vdc
vb 1
V6
6V dc
vcc
MN2
W = 92.7u L = 2u
vo ut
vcc
V2
0.6535Vd c vb 2
V1FREQ = 1k
VAMP L = 15m VOFF = 0AC = 1
MP1
W = 205u
L = 2u
得到F3db=494.613khz
当w1变从205u变为204u时
F3db=414.795khz
当w1变从205u变为206u时
Ad 变为63.519 F3db=1.1508mhz
当w2变从179.5u变为178.5u时
F3db=473.324khz
当w2变从179.5u变为180.5u时
Ad 变为72.887 F3db=516.865khz
当w3变从92.7u变为91.7u时F3db=532.248khz
当w3变从92.7u变为93.7u时F3db=459.642khz
改变R时
当R=1K F3db=494.615khz
当R=3K F3db=487.413khz
当加上电容时 对应电路图为
MP2
W = 179.5u L = 2u
0VDB
P ARAM E T ER S:
w = 10u
MN1
W = 104.5u L = 2u
0MP1
W = 205u L = 2u
0V2
0.6535Vd c vb 2
0V6
6V dc
V1FREQ = 1k
VAMP L = 15m VOFF = 0AC = 1
vb 3
MN2
W = 92.7u L = 2u
V5
0.904Vdc
vb 1
V3
5.13Vdc
vcc
vo ut
vb 3
R12k
2
1
vb 1
V4
4.88Vdc
vb 2
C110p
当加上电容C=5p 时F3db=7.7798khz