2013哈工大集成电路课程设计
哈工大高频电路课设
高频电子线路课程设计学院：电子与信息工程学院专业班级：1105102 班姓名：苏新学号: 1111900211日期：2013 年11 月9 日一设计要求1.1 设计内容1.中波电台发射系统设计设计目的是要求掌握最基本的小功率调幅发射系统的设计与安装调试。
技术指标：载波频率535-1605KHz，载波频率稳定度不低于10-3，输出负载51Ω，总的输出功率50mW，调幅指数30％~80％。
调制频率500Hz~10kHz。
2.中波电台接收系统设计本课题的设计目的是要求掌握最基本的超外差接收机的设计与调试。
任务：AM调幅接收系统设计主要技术指标：载波频率535-1605KHz，中频频率465KHz，输出功率0.25W，负载电阻8Ω，灵敏度1mV。
1.2 设计要求必做任务（针对每个系统）：1.针对每个系统给出系统设计的详细功能框图。
2.按照任务技术指标和要求及系统功能框图，给出详细的参数计算及方案论证、器件选择的计算过程。
3.给出详细的电路原理图，标出电路模块的输入输出，给出详细的数学模型和计算过程。
选作任务（针对每个系统）：这部分完成有额外的加分4.对整个电路进行ADS等计算机软件仿真，给出功能节点及系统的输入输出仿真波形及分析。
二中波电台发射系统的设计与仿真2.1小功率调幅发射机的系统设计系统原理图如图2.1所示：图2-1 小功率调幅发射机的系统设计框图2.2工作原理及说明图2-1中，各组成部分的的作用如下：正弦震荡器：产生频率为MHz 的载波信号。
缓冲级：将正弦振荡器与调制电路隔离，减小调制级对正弦振荡器的影响。
低频放大级：将话筒信号电压放大到调制级所需的调制电压。
调幅级：将话音信号调制到载波上，产生已调波。
功放及天线：对前级送来的信号进行功率放大，通过天线将已调高频载波电流以电磁波的形式发射到空间。
现在结合题目所给性能指标进行分析：载波频率535-1605KHz ，载波频率稳定度不低于10-3：正弦波振荡器产生的正弦波信号频率f 为535 KHz 到1605KHz ，当震荡波形不稳定时，最大波动频率f ∆与频率f 之比的数量级小于10-3 。
哈尔滨工业大学模拟集成电路课程设计
一、功能描述设计二级运算放大器，采用电阻和电容进行补偿。
其中负载电容C L=10pF。
运算放大器满足如下要求：A vo≥3000,增益带宽积GBW≥5MHz，SR>10V/μs,相位裕度PM达到60°，输入共模范围（ICMR）为 1.5～4.5V，输出摆幅范围为0.5～4.5V，P diss≤2mW。
假定已知NMOS参数为。
PMOS管参数为。
二、电路设计1.电路设计过程（1）电路图图1总体电路图（2）电路设计过程2.仿真验证进入目录training/ic/spice_labs,启动cadence环境平台，新建two_stage_amp的cellview，按照之前的电路绘制要求放置mos管（mos元件选择chrt35dg_SiGe中的nmos5p0、pmos5p0），设置宽长比。
放置其他元件并连线，检查无误并保存。
电路绘制完成后建立电路symbol，确认无误后保存。
电路如图1所示,symbol如图2所示。
图2电路图symbol（1）采用闭环仿开环的方式对运放进行直流、交流、瞬态以及噪声分析。
建立一个仿真电路图，命名为cut_two_stage_amp，电路图结构如下图所示。
为了便于对变量的值进行控制和修改，图中的变量都没有进行赋值，而是在Analog Design Environment中进行统一赋值，便于进行电路调试。
电路绘制完成后，打开Analog Design Environment，设置变量值和仿真参数，仿真需要设置四项、分别为直流、交流、瞬态和noise。
设置完成后的ADE如图4所示（只显示进行设置的部分）。
图4闭环仿开环ADE①直流仿真对电路运行直流仿真，使用calculator的OP功能查看电路中各个器件工作点，使用VDC查看输出电压值，直流仿真输出结果如图5所示。
图5直流仿真结果可以看出，运放中的mos管均满足饱和区条件，处于饱和区，静态功耗1.39mW，满足设计要求，当输入为2.5V时，输出也约为2.5V。
集成电路EDA的课程设计
辽宁工程技术大学集成电路EDA技术课程设计报告题目自动售邮票机的设计指导教师院（系、部）电信学院专业班级学号姓名日期2013年6月8日一、摘要在当今这个以数字化和网络化为特征的信息技术革命大潮中，电子技术得到了飞速的发展，现代电子产品几乎渗透到了社会的各个领域。
现代电子设计技术的核心就是EDA技术，EDA是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作，即IC设计、电子电路设计和PCB设计。
EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，它的基本特征是：设计人员按照“自顶向下”的设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片或几片专用集成电路（ASIC）实现，然后采用硬件描述语言（HDL）完成系统行为级设计，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，这样的设计方法被称为高层次的电子设计方法。
硬件描述语言（HDL）是一种用于设计硬件电子系统的计算机语言，它用软件编程的方式来描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接形式，与传统的门级描述方式相比，它更适合大规模系统的设计。
本设计利用Altera公司的开发软件Quartus II平台，采用VHDL硬件描述语言编程的设计方法设计系统核心电路的硬件程序，在Quartus II软件平台上进行编译和电路仿真，最后生成的目标文件下载到实验台内的FPGA芯片以实现该系统，并在实验台上对设计进行了验证。
二、综述进入20世纪90年代以后，EDA技术的技术发展和普及给电子系统的设计带来了革命性的变化，并已渗透到电子系统设计的各个领域。
硬件描述语言（Hardware Description Language,HDL）是EDA技术的重要组成部分，是电子系统硬件行为描述、结构描述、数据流描述的语言。
国外的硬件描述语言有很多，如VHDL、Verilog-HDL和ABEL-HDL等。
哈工大电路设计实验
姓名lyq 班级xxxxxxx 学号xxxxxxxx实验日期 5.10 节次教师签字成绩实验名称: 衰减器的分析与设计1.实验目的（1）理解衰减器的工作原理。
（2）学习用计算机仿真的方法寻找最佳参数。
（3）学会用电阻△-Y等效变换分析电路。
2.总体设计方案或技术路线利用桥T电路负载R上的输出电压u总是小于输入电压u s的原理，调节负载电阻R的阻值，从而得到衰减程度不同的输出电压，构成衰减器电路。
（1）利用电阻△-Y等效变换，从理论上计算电阻R1、R2、R满足什么关系时，有u=0.5u s。
以理论计算确定的电阻及电源参数，利用PSpice进行仿真实验，从仿真结果验证理论计算的正确性。
（2）改变R值，测量输出电压u/u s ～R的变化曲线。
（3）理论证明：当RRRRR22212132-=时，有R ab=R。
对此进行实验验证，测出此时电压比u/u s的值。
3.实验电路图图1 经Y-△变换：图2（R3=3R1）4. 仪器设备名称、型号1）直流电压源：0～30V2）电阻箱一台3）电阻若干4）数字万用表5）直流电流表6）交直流实验箱7）导线若干5.理论分析或仿真分析结果(1)根据Y-△变换公式，理论证明得当R(3R1+R2)=R2(3R1+R)时u=0.5u s。
当各电阻满足上述关系时,进行仿真实验验证:图36.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）（1）按图接好电路，为方便调整R的阻值，用电阻箱代替R；（2）在一定电压u s作用下，调节R的大小，用数字万用表测得多组u的数据并记录；（3）通过数字万用表测得ab两端电压以及用电流表测得总电流验证实验任务3；（4）利用PSpice仿真验证实验任务1；（5）拆除电路并整理试验台。
单位电压：伏特电阻：欧姆电流：毫安任务1任务2任务3任务4图47.实验结论实验数据表明：（1）通过调节负载电阻R的阻值，可以得到衰减程度不同的输出电压，随着R阻值的减小输出电压衰减越来越快。
集成电路课程设计报告
【集成电路课程设计报告X126版图提取与电路分析-]姓名：刘慧超)学号： 5 ·指导教师：韩良*成绩："哈尔滨工业大学（威海）电子科学与技术系2014-11-1目录第1章课程设计的要求 (1)课程设计的目的 (1)课程设计的要求 (1)第2章课程设计的内容 (2)基本内容 (2)扩展部分 (2)第3章课程设计的步骤 (3)前期准备 (3)版图提取 (4)LVS (5)电路仿真与分析 (8)版图绘制 (11)第4章课程设计的心得 (14)第1章课程设计的要求1.1课程设计的目的掌握较大工程的基本开发技能培养运用Cadence工具进行硬件开发的能力培养集成电路设计的基本能力1.2课程设计的要求掌握集成电路典型制造工艺流程及其所需的光刻掩膜版，以及每块光刻掩膜版的作用，能够识别集成电路版图；掌握集成电路性能与电路结构和器件尺寸之间的关系，能够正确分析和设计电路，学会电路图录入和电路模拟软件（spice）的使用；掌握集成电路性能与版图布局布线之间的关系，能够合理进行版图规划；掌握集成电路版图设计规则的含义以及消除或减小寄生效应的措施，能够正确设计集成电路版图，学会版图录入和版图设计规则检查（DRC）软件的使用；学会电路与版图一致性检查（LVS）、版图参数提取（LPE）及版图后模拟软件的使用。
第2章课程设计的内容2.1基本内容版图提取根据所给电路的版图信息，提取出电路原理图。
LVS验证提取到的原理图与版图信息的一致性，确保版图提取正确。
电路分析根据提取出的原理图，简单分析电路完成的功能。
仿真运行Cadence软件自带的仿真功能，对提取出的原理图做功能仿真，验证电路的功能。
绘制版图将原有版图中所有元器件的参数尺寸缩小一倍，重新绘制版图。
DRC版图规则校验，确保版图绘制符合所用工艺的要求，确保版图的规则性。
版图后LVS重新编辑原理图，将所有的元器件参数尺寸缩小一倍，然后对新绘制的版图和原理图进行LVS校验，确保版图电路的一致性。
哈工大2013春专业课
教授、 李建中高宏 教授、 骆吉洲 副教授 学科基础课 学科专业课 学科专业课 学科专业课 赵铁军、郑 教授、 德权 副教授 吴智博 毕建东 左德承 姜峰 张伟哲 高宏 教授 副教授 教授 副教授 教授 教授
机器学习
计算机系统性 学科专业课 能评价 计算机视觉 选修课 选修课 选修课
S0400028C S0400029C S0400030C S0400031C
热力系统动态 学 动力机械现代 S0400032C 控制技术 实验空气动力 S0400034C 学 涡动力学与分 S0400035C 离流
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
粘性流体力学 及应用 设备故障诊断 S0400037C 理论
1 1 1 1 13 13 1 1 自定 自定 1 自定
动力/流体机械 S0400055C 现代设计方法
S0400056C
13
自定
现代热物理测 试技术实践
实践
陈力哲 帅永
31
自定
现代动力流体 S0400057C 机械测试技术 实践 热辐射测量技 S0400058C 术
S1300002C S1300003C
S0104028C
航天 学院 控制 科学 与工 程系
S0104029C S0104030C S0104031C
4 13 葛升民 教授 42 35 23 18 34 30 53 20 任顺清 教授 15 11 11 2
非线性/非高斯 滤波 空间飞行器动 S0104032C 力学与姿态控
S0104033C
鲁棒控制 随机控制 最优控制
学科基础课 选修课 学科基础课
集成电路课程设计
集成电路课程设计通常包括以下几个步骤：
确定设计题目：根据课程要求和实验室条件，选择一个合适的题目，如数字逻辑门电路、计数器、微处理器等。
理论分析：对所选题目进行理论分析，包括电路的基本原理、功能、性能指标等，并确定电路的总体结构。
电路设计：使用专业软件（如Multisim）设计电路，根据理论分析的结果，搭建电路模型，并对其进行仿真测试。
制作电路板：将设计好的电路原理图转化为PCB图，交给实验室制作电路板。
焊接与调试：将电子元件焊接到电路板上，并进行测试和调试，确保电路正常工作。
编写程序：如果设计题目涉及到微处理器，还需要编写程序并进行调试。
撰写报告：整理实验数据、图表、照片等资料，编写设计报告，对整个设计过程进行总结。
答辩与验收：最后进行答辩，向老师和同学展示设计成果，并进行验收。
在设计过程中，需要注意以下几点：
遵守实验室规章制度，注意安全。
严格按照设计步骤进行，不能跳步或省略任何环节。
在设计过程中要及时记录数据和经验，以便后期整理和总结。
在遇到问题时，要善于查阅资料和请教老师或同学。
设计完成后要及时整理和归档资料，以便日后查阅和使用。
哈工大电信学院EDA课程设计(1)资料
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：课程设计І设计题目：通用通信信号源设计院系：电子信息与工程学院班级：电子信息2班设计者：王珊珊学号：110520204指导教师：赵雅琴设计时间：2014年3月13日至2014年5月10 日哈尔滨工业大学2013年6月10日哈尔滨工业大学课程设计任务书摘要在通信系统的科研实验中, 常常需要用到多种不同频率的信号, 如正弦波、三角波、方波和锯齿波等, 因此多波形信号发生器的应用十分广泛。
传统的波形发生器多采用模拟分立元件实现, 产生的波形种类要受到电路硬件的限制, 体积大, 灵活性和稳定性也相对较差。
近年来, 以数字技术为基础的波形发生器得到了飞速的发展,性能指标都达到了一个新的水平。
现场可编程门阵列器件具有容量大、运算速度快、现场可编程等优点, 使得许多复杂的电路有了新的实现途径, 越来越被广泛地应用到实际系统中。
本文基于DDS(直接数字频率合成原理)及FPGA技术, 利用Quartus II 9.0 软件和Matlab数学工具, 配合相应外围器件实现通用通信信号源设计, 电路结构简单、易于扩展, 具有极大的灵活性和方便性。
实现的通用通信信号源可产生正弦波、三角波、锯齿波和方波信号, 输出信号频率在一范围内可调。
而且可以实现AM、FM、ASK、FSK、PSK、16QAM、GMSK 功能。
完成了部分功能的软硬件仿真，并用AltiumDesigner制作了PCB板。
关键词：通信；频率；信号；正弦波；方波；三角波；锯齿波；波形发生；FPGA；DDS；Quartus；Matlab；电路；仿真。
目录摘要……………………………………………………………………………….…………… .Ⅰ第1章设计原理 .............................................................................................................. - 1 -1.1 DDS模块.................................................................................................................... - 1 -1.2 信号发生模块............................................................................................................ - 3 -1.2.1正弦波的产生................................................................................................................. - 3 -1.2.2锯齿波的产生................................................................................................... - 5 -1.2.3方波波的产生................................................................................................... - 5 -1.2.4三角波的产生................................................................................................... - 6 -1.2.5波形选择VHDL设计 ..................................................................................... - 7 -1.2.6顶级原理图设计及波形仿真........................................................................... - 8 -1.3 调制模块.................................................................................................................. - 12 -1.3.1 AM调制 ......................................................................................................... - 12 -1.3.2 FM调制.......................................................................................................... - 15 -1.3.3 ASK调制........................................................................................................ - 17 -1.3.4 FSK调制 ..................................................................................................... - 18 -1.3.5 PSK调制 ........................................................................................................ - 19 -1.3.6 16QAM调制 ............................................................................................... - 21 -1.3.7 GMSK调制.................................................................................................... - 28 -1.3.8 控制模块设计................................................................................................ - 30 -1.3.9 顶层原理图设计............................................................................................ - 31 -第2章PCB板制作 ....................................................................................................... - 34 -参考文献............................................................................................................................. - 38 -第1章 设计原理设计主要分为三个模块进行：DDS 直接数字频率合成模块；信号发生模块；调制功能模块。
集成电路综合课程设计
课程设计开课学期：2013-2014学年第一学期课程名称：集成电路综合课程设计学院：专业：班级：学号：姓名：任课教师：2013 年9 月11 日一、课程设计目的 (3)二、设计要求 (3) (3)三、设计基本原理 (3)四、设计设计分析 (4)五，设计实现过程 (5)A.电路设计 (5)B.综合过程 ................................ 错误!未定义书签。
C.结果 ........................................ 错误!未定义书签。
五.总结及感想............................... 错误!未定义书签。
附件： ........................................................ 错误!未定义书签。
设计目的利用verilogHDL设计数字电路异步FIFO,通过对verilogHDL的学习，掌握一些基本的知识，本次课程设计的安排旨在提升学生的动手能力，加强大家对专业理论知识的理解和实际运用，加强大家的自学能力，为大家做毕业设计做很好的铺垫。
设计要求遵循RTL设计规则，利用VerilogHDL 设计数字电路异步FIFO.异步FIFO具有读写两个时钟，读时钟100MHz，写时钟50MHz。
RTL为可综合设计，需要考虑不同时钟领域的同步设计，具有空满标志产生逻辑，并且根据空满标志进行读写数据及读写使能等逻辑控制。
根据RTL设计，编写验证环境，即testbench，在testbench中测试异步FIFO 的读写功能是否正确。
异步FIFO写数据由testbench产生。
编写一定的测试向量，来测试覆盖所设计的异步FIFO各项功能及指标。
将异步FIFO RTL在DC环境中进行综合，编写约束文件，给出最终的综合结果，包括面积报告，网表及时序报告。
约束文件中，读写时钟要求见上，输入延迟为写时钟周期的一半，输出延迟为读时钟周期的1/3,其他约束要求根据RTL设计自己确定。
哈工大高频电路课设概述
Course design of high frequency electronic circuitSchool: School of Electronic and Information Engineering.Class: Class 1105102Name: Su *inNo.: 1111900211Date: November 9, 2013I design requirements1.1 design content1.Design of transmitting system of medium wave radio stationThe purpose of the design is to master the design, installation and debugging of the most basic low-power AM transmitting system.Technical specifications: the carrier frequency is 535-1605KHz, the carrier frequency stability is not less than 10-3, the output load is 51Ω, the total output power is 50mW, an d the amplitude modulation inde* is 30%-80%. The modulation frequency is 500Hz~10kHz.2.Design of medium wave radio receiving systemThe purpose of this project is to master the design and debugging of the most basic superheterodyne receiver.Task: Main technical indicators of AM AM amplitude modulation receiving system design: carrier frequency 535-1605KHz, intermediate frequency 465KHz, output power 0.25W, load resistance 8 ω, sensitivity 1mV.1.2 design requirementsRequired tasks (for each system):1.Detailed functional block diagram of system design is given for each system.2.According to the technical indicators and requirements of the task and the functional block diagram ofthe system, the detailed calculation process of parameter calculation, scheme demonstration and device selection is given.3.The detailed circuit schematic diagram is given, the input and output of the circuit module are marked,and the detailed mathematical model and calculation process are given.Selected task (for each system): this part of the completion has e*tra points.4.The whole circuit is simulated by ADS and other computer software, and the input and outputsimulation waveforms and analysis of function nodes and system are given.Design and simulation of the transmitting system of the second medium wave radio station2.1 System design of low-power AM transmitterThe system schematic diagram is shown in Figure 2.1:Figure 2-1 System Design Block Diagram of Low Power AM Transmitter2.2 working principle and descriptionIn Figure 2-1, the functions of each component are as follows:Sinusoidal oscillator: generates a carrier signal with a frequency of MHz.Buffer stage: the sine oscillator is isolated from the modulation circuit to reduce the influence of the modulation stage on the sine oscillator.Low frequency amplification stage: amplify the microphone signal voltage to the modulation voltage required by the modulation stage.Amplitude modulation: modulating the voice signal onto the carrier wave to produce the modulated wave.And the power amplifier antenna: amplifying the power of the signal sent by the previous stage, and transmitting the modulated high -frequency carrier current into space in the form of electromagnetic waves through the antenna.Now, combine the performance indicators given in the title for analysis:The carrier frequency is 535-1605KHz, and the stability of the carrier frequency is not less than 10-3: the frequency of sine wave signal generated by sine wave oscillator is 535 KHz to 1605KHz. When the oscillation waveform is unstable, the magnitude of the ma*imum fluctuation frequency to frequency ratio is less than 10-3.f 为f ∆与频率f 之比的数量级小于Output 51Ω: The output load of the output part, that is, the high -frequency power amplifier, is 51.Ω。
哈工大数电课设声控开关报告
课程设计说明书（论文）课程名称：电子技术课程设计设计题目：声控开关的设计与制作院系：航天学院控制科学与工程系班级：自动化2班设计者：陈若兰学号：1110410223指导教师：张岩设计时间：2013.11.25-2013.12.01哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：陈若兰院（系）：航天学院控制科学与工程系专业：自动化班号：1104102任务起至日期：2013年11月25日至2013年12月01日课程设计题目：声控开关的设计与制作已知技术参数和设计要求：（1）设计一个声控开关，控制对象为发光二极管；（2）采用施密特触发器、单稳态触发器、和多谐振荡器等电路实现整形、延时和时基电路。
（3）发光二极管点亮时间具有计时功能，计数采用级联方式；（4）计数通过显示译码器和数码管构成选择显示电路；（5）可扩展部分：发光二极管点亮时间延时显示。
工作量：（1）完成电路设计、器件选取、电路搭建、电路联调、实验测试等工作；（2）一周内完成电路验收，并提交课程设计报告。
工作计划安排：一、实验课之前研究好电路图,并进行了电路的仿真和搭建。
二、第一节实验课和同组人对连好的电路进行了检查、调试与修改。
三、第二节实验课对电路的输出结果进行了记录，并给予老师验收。
四、课后处理实验记录下的数据与图形。
同组设计者及分工：一、同组设计者：李晨阳二、分工：（1）电路的搭建：李晨阳同学搭建并调试了电路的模拟电路部分，数字电路部分的搭建与调试则由我完成；（2）电路的检查、调试与修改则有两人共同完成。
指导教师签字___________________年月日教研室主任意见：教研室主任签字___________________年月日*注：此任务书由课程设计指导教师填写。
声控开关的设计与制作摘要：声控开关，全称是声控延时开关，是一种内无接触点，在特定环境光线下采用声响效果激发拾音器进行声电转换来控制用电器的开启，并经过延时后能自动断开电源的节能电子开关。
集成电路课程设计范例
集成电路课程设计(范例)集成电路课程设计1.目的与任务本课程设计是《集成电路分析与设计基础》的实践课程，其主要目的是使学生在熟悉集成电路制造技术、半导体器件原理和集成电路分析与设计基础上，训练综合运用已掌握的知识，利用相关软件，初步熟悉和掌握集成电路芯片系统设计→电路设计及模拟→版图设计→版图验证等正向设计方法。
2.设计题目与要求2.1设计题目及其性能指标要求器件名称：含两个2-4译码器的74HC139芯片要求电路性能指标：（1）可驱动10个LSTTL电路（相当于15pF电容负载）；（2）输出高电平时，|IOH |≤20μA，VOH，min=4.4V；（3）输出底电平时，|IOL |≤4mA，VOL，man=0.4V；（4）输出级充放电时间tr =tf，tpd＜25ns；（5）工作电源5V，常温工作，工作频率fwork =30MHz，总功耗Pmax＝150mW。
2.2设计要求1.独立完成设计74HC139芯片的全过程；2.设计时使用的工艺及设计规则： MOSIS:mhp_n12；3.根据所用的工艺，选取合理的模型库；4.选用以lambda(λ)为单位的设计规则；5.全手工、层次化设计版图；6.达到指导书提出的设计指标要求。
3.设计方法与计算3.174HC139芯片简介74HC139是包含两个2线-4线译码器的高速CMOS数字电路集成芯片，能与TTL集成电路芯片兼容，它的管脚图如图1所示，其逻辑真值表如表1所示：图1 74HC139芯片管脚图 表1 74HC139真值表片选 输入数据输出 C s A 1 A 0 Y 0 Y 1 Y 2 Y 3 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1××1111计时只需分析其中一个2—4译码器即可，从真值表我们可以得出Cs 为片选端，当其为0时，芯片正常工作，当其为1时，芯片封锁。
【集成电路设计 哈工大】第5章 MOS存储器6
Vcc
18/94
5.2.3 伪NMOS或非存储阵列
(2)特性分析
输出“0”时有静态 功耗产生。采用小尺寸 Word 存储管有利于降低静态 功耗，同时也有利于减 小芯片面积。
输出低电平较高， 输出逻辑摆幅小，且下 降速度慢，需要由输出 电路进行改善。
位Bit
Vcc
19/94
5.2.3 伪NMOS或非存储阵列
Vcc
Bit 位
实质就是预充电-求值 结构动态与非门的组合。
预充时求值管截止， Word 求值时预充管截至，消除 字
了静态功耗。求值管是必
须的，否则不能消除静态
功耗。
字线不宜过多，否则
严重影响输出低电平和下
降速度。
24/94
5.2.6 预充电-求值结构与非存储阵列
(2)版图特点
相邻两字线存 储单元共享有源区 有利于减小面积。
不同的存储器有不同的读写控制及输入 输出电路，具体电路根据存储器的类别和具 体要求而定。
14/94
5-1思考题
5-1-1. 存储器一般由哪几部分组成？ 5-1-2.设计译码电路时应注意什么问题？ 5-1-3.多级译码电路有什么优点？ ？
15/94
§5- 2 Mask ROM(固化ROM)
Mask ROM（掩膜编程只读存储器—— Mask Read-Only Memory）
001011
LL07
(2)多级译码技术
001110
LL16
常用的二级译 码技术是将地 址信号先分组 译码(2-4译码、 3-8译码)，再
HH A0A1
A0A1
A0A1
AA 01
A2A3
A2A3
A2A3
集成电子技术课程设计说明书模板
集成电子技术课程设计说明书必齊就鼻求*摩Harbi n In stitute of Tech nology课程设计说明书课程名称：集成电子技术设计题目：声控灯的设计与制作院系: 航天学院班级：0704201设计者: 赵通学号：10704 3指导教师：刘英设计时间：/12/19哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：专业：班号：任务起至日期：年月曰至年月日指导教师签字_____________________年月日教研室主任意见：教研室主任签字______________________年月日注：此任务书由课程设计指导教师填写目录摘要: .......................................................................................... 错误!未定义书签。
关键词: ...................................................................................... 错误!未定义书签。
一、设计任务......................................... 错误!未定义书签。
二、任务分析......................................... 错误!未定义书签。
三、实验用到元器件................................... 错误!未定义书签。
四、部分元件管脚图................................... 错误!未定义书签。
五、实验逻辑电路图................................... 错误!未定义书签。
六、输出波形及分析................................... 错误!未定义书签。
- 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)。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y课程设计说明书（论文）课程名称：集成电路课程设计设计题目：一阶补偿的带隙基准电路设计院系：航天学院微电子科学与技术系班级：设计者：学号：指导教师：王永生设计时间：2013年9月16日-2013年9月27日哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书*注：此任务书由课程设计指导教师填写一、功能描述模拟电路中广泛包含电压基准和电流基准，这种基准是直流量，它与电源和工艺参数的关系很小，但与温度的关系是确定的。
产生基准的目的是建立一个与电源和工艺无关，具有确定温度特性的直流电压或电流。
在大多数应用中，所要求的温度关系采取下面三种形式中的一种：（1）与绝对温度成正比（PTA T）；（2）常数Gm特性，也就是，一些晶体管的跨导保持常数；（3）与温度无关。
与温度关系很小的电压或电流基准被证实在许多模拟电路中是必不可少的。
而且，如果基准是与温度无关的，由于大多数工艺参数都是随着温度变化的，那么通常它也是与工艺无关的。
因此本次课程设计的电路功能是产生于温度无关的带隙基准电压二、电路设计本次课程设计产生与温度无关的带隙基准电压，它的原理是利用一个与温度成正比的电压与一个与温度成反比的电压之和，二者温度系数相互抵消，实现与温度无关的电压基准。
在半导体工艺的各种不同参数中，双极晶体管的特性参数被证实具有最好的重复性，并且具有能提供正温度系数和负温度系数的严格定义的量。
因此本次电路设计利用了二极管的基极发射极压降（负温度系数）和工作在不相等电流密度下的两个双极晶体管基极发射极电压的差值（正温度系数）之和产生与温度无关的带隙基准，同时采用了一个高增益的运算放大器对晶体管基射级电压进行一阶的温度补偿，并忽略曲率系数以及电源影响和启动的问题。
2.1 负温度系数电压双极晶体管的基极-发射极电压，或者更一般的说pn结二极管的正向电压，具有负温度系数。
对于一个双极性器件，可以写出：为求出V BE的温度系数，对上式两边求导，同时假设I S为常数，得到：同时由于，对温度求导得到：，代入得到从式中可以看出，V BE的温度系数本身与V BE的大小和温度都有关，如果正温度系数的量表现出一个固定的温度系数，那么在恒定基准的产生电路中就会产生误差。
这个现象可以从后面的带隙基准与温度的特性曲线中观察得到。
2.2 正温度系数电压如果两个双极晶体管工作在不相等的电流密度下，那么他们的基极-发射极电压的差值就与绝对温度成正比。
例如图1所示的电路中：如果两个同样的晶体管（I S1=I S2）偏置的集电极电流分别为nI O和I O ，并忽略他们的基极电流，那么因此V BE 的差值△V BE 表现出正温度系数：图12.3带隙基准 利用上面得到的正、负温度系数的电压，我们可以设计出一个零温度系数的基准。
可以写出：，这里V T lnn 是两个工作在不同电流密度下的双极晶体管的基极-发射极电压的差值。
同时，采用NMOS 电流源给晶体管提供偏置，保证两个晶体管的偏执电流具有相同的特性。
并且采用一个运放调节NMOS 管的栅极电压以确保正相输入和反相输入电压相等。
在27°C 下采用以SPECTRE 为仿真工具进行电路模拟，得到V BE 以及△V BE 随温度的变化曲线如下图2所示：图2从左图可以看出V BE随温度变化的斜率约为-1.811mV/°K我们还有：所以如果我们令α1＝1，选择α2ln n使得(α2ln n)(0.087mV/°K)=1.811mV/°K,也就是α2ln n≈20.81，表明零温度系数的基准为V REF≈V BE+20.81V T≈1.24V(T=300K)。
因此我们的电路即完成VBE和20.81VT相加的电路。
考虑下图3所示的电路。
图3图4图5对带隙基准电路的仿真由于有双极性器件的存在，在analog environment中的model_library选项需要添加一个新的section属性，具体设置如图6。
图6图中电流自偏置电路的电路图如图4，运算放大器的电路图如图5，其中运算放大器是一个PMOS电流镜为负载的差动放大器，利用负反馈作用使得X、Y两点固定在近似相等的电压，基准电压可以在V OUT得到。
V OUT=V BE+(R1+R2),对比带隙基准电压的公式，设计R1、R2、R0。
本次设计考虑到版图布局因此选择n=8，即采用9个纵向pnp管，构成3╳3的结构，便于布局布线。
代入公式，得到,选择R1=9K,R2=1K,利用SPECTRE仿真工具对R0进行仿真，从5K到10K，仿真时在tools 选项中选择parametric analysis选项，设置range type 和step control选项。
然后选择analysis中start。
得到V REF与温度的一簇曲线如图7所示。
可以看出，当R0=8K时，输出曲线随温度变化斜率最小，可以作为带隙基准源。
因此选择R0=8K。
电阻值确定之后，对电路重新进行仿真，得到V REF随的温度特性曲线。
仿真环境设置如图8，仿真结果如图9，从图9中可以看出带隙电压对温度的函数曲线“曲率”是有限的，也就是带隙电压的温度系数TC在某一温度下为零，在其他温度下为正值或负值。
这曲率是由于基极-发射极电压、集电极电流和失调电压随温度改变引起的。
2.4运算放大器主要特性的仿真结果2.4.1直流仿真在对运算放大器进行交流仿真前，首先对其进行直流仿真，以得到运算放大器的直流工作点。
直流仿真的电路图就是schematic的电路原理图，电源电压选择为3.3V，得到运放的正向（反向）输入端直流电压约为0.765V，如图10所示。
R0=8K,R1=9K,R2=1K交流仿真电路图如图10所示，可以看出采用运算放大器进行一阶补偿基本上保证了schematic图中的V X和V Y近似相等，近而保证了流过R1和R 2两个电阻的电流近似为。
图7图8图9图102.4.2运算放大器的幅频特性和相频特性进行交流仿真时，输入端设置为两个直流偏置均为0.765V，交流AC幅度为1V的，相位相差180°，频率为10KHz的正弦波。
然后对电路进行交流仿真，在analog design environment窗口中设置sweepvariable 为Frequency, sweep range为start-stop, 仿真从1到10GHz，开始仿真。
然后在results选项中点击direct plot，点选AC magnitude 和AC phase, 然后可以看到运算放大器的幅频特性和相频特性，如图11所示，其中上图为幅频特性，下图为相频特性。
从相频特性图中可以看出相位裕度大致为58°，图11放大器处于稳定的放大状态。
2.5 上电特性上电特性主要是指在上电瞬间，带隙基准电压V REF的变化速度。
在仿真时，输入给一个阶跃电压源，幅度3.3V，频率10KHz，采用瞬态仿真（trans）的方法，只看一个周期0.1ms的输出结果。
瞬态仿真环境设置如图12所示。
阶跃电压源设置如图13所示，仿真电路图如图14所示，仿真结果如图14所示，上升时间大致为1.08μs。
图122.7 PSR特性带隙基准电路的PSR（电源抑制）特性是指将输出VOUT取倒数之后，并转换为dB为单位的结果。
PSR的仿真采用交流仿真（AC），交流输入与电源串联，仿真设置与幅频特性和相频特性的仿真方法类似，仿真电路如图16所示，PSR特性曲线如图17所示。
图13图14图15图16图17三、版图设计基于图3所示schematic图，在集成电路的电路设计完毕后，开始设计IC的版图（layout），以便进行制版，完成工艺流片。
考虑到电路设计中的9个pnp晶体管，便于布局布线，摆放成3╳3的格式。
在进行版图设计时，重点考虑：1、N-well和电路最高点位VDD接触2、同层金属之间最小间距3、多晶和金属的连接。
由于电路图中的1K,8K,9K的电阻，考虑到版图工艺的一致性，选择电阻的宽度均为2.4μm，因此电阻值会有所偏差。
无论对于正的或是负的温度系数的量，我们推导出的与温度无关的电压都是依赖于双击器件的指数特性。
所以我们必须在标准CMOS工艺中找到具有这种特性的结构，在n-well工艺中，pnp晶体管可以按图18所示结构构成。
N阱中的P+区作为发射区，N阱本身作为基区。
P型衬底作为集电区。
所以电路采用pnp晶体管与CMOS工艺兼容。
版图设计如图19所示图19四、版图验证（版图验证，包括DRC、LVS、PEX）4.1 DRC验证DRC验证主要有两种方法，DIV A和Calibre，DIV A是Cadence的Virtuoso传统的版图验证工具，是Virtuoso的组成部分。
但由于DIV A对大规模集成电路版图的验证能力较弱，LVS设置麻烦，近些年被新兴的工具所代替如calibre、hercules等。
本次课程设计也主要采用Mentor的calibre进行版图的DRC验证。
DRC通过后的summary report如图20，这里报出两个错误，是金属2(METAL2)的密度问题，可以通过扩大金属二的面积来解决。
4.2版图的LVS验证用同样的方法，在版图编辑界面，菜单calibre-> Run LVS, 设置好runset file path后,继续设置LVS Rules File 和LVS Run Directory，同时设置环境变量，在setup->Set Environment中设置，runset value 为当前目录。
LVS的information and warning的结果如图21所示。
图214.3 PEX版图提取PEX的过程和LVS过程基本一致，这是由于PEX首先也要做LVS，然后进行寄生参数提取。
提取结果如图21所示。
在版图编辑界面，菜单calibre->Run PEX，同LVS设置一样，先是PEX Rules File,然后是PEX Run Directory，点击Run PEX进行PEX提取，结果如图22所示。
图22五、结果分析及性能评估本次课程设计的带隙基准电路得到了约为1.26V的带隙电压而且与与温度基本无关，达到设计要求。
但是仍然存在几个问题：1、集电极电流变化：图3设计的电路违背了早先的一个假设：由V T lnn给出的晶体管的集电极电流是正比于T的，而≈-1.811mV/°K是由固定电流导出的。
如果集电极电流与绝对温度成正比，那么V BE的温度系数会发生变化，会比-1.811mV/°K的绝对值略小些。
2、运放的失调和输出阻抗：由于电路的不对称性（mismatch），运放会受到输入“失调”影响，失调也就是，如果运放输入为零而其输出电压不为零。