CMOS实验报告
CMOS、TTL逻辑门电路测试实验报告(有数据)
CMOS、TTL逻辑门电路测试实验报告(有数据)实验二 CMOS 、TTL 逻辑门电路测试一、实验目的1、掌握CMOS 、TTL 逻辑门电路特性测试的方法。
2、掌握CMOS 、TTL 逻辑门电路的主要技术指标。
3、比较CMOS 门和TTL 门的特点。
二、实验仪器及器件1、双踪示波器、数字万用表、实验箱2、实验用元器件:① 74LS00 1片② CD4001B 1片三、实验内容及结果分析1.CD4069逻辑电平测试及功能测试本实验采用CD4069芯片,分别选择电源电压V dd = 5V 和V dd = 12V 验证其逻辑功能。
根据CMOS 芯片的特性参数,在输入端A 加不同的逻辑电平V A .用电压表测出相应输出端的逻辑电平Vo .记录测试结果,并根据测试结果列成真值表,写出逻辑表达式,验证其逻辑功能。
表 1.1A 表1.1B 表1.1 输入输出V DD =5VV DD =12V输入输出 A O V A /V V O /V V A /V V O /V A O 0 1 0.000 5.053 0.000 11.94 0 1 15,0670.02011.990.1011逻辑表达式:L A = 2. CD4069电压传输特性按图3.1所示接线。
令芯片的电源电压V dd = 10V 。
调节电位器Rw 的阻值.使V I 在+0~+10V 变化,观察输出电压的变化,指出ViL 、ViH 、VoL 、VoH 、转折点输入电平Vth 、抗干扰容限。
表1.2V I /V 0.006 0.375 1.115 2.022 3.105 4.021 5.001 5.251 5.439 5.63 V O /V 9.96 9.96 9.96 9.93 9.66 9.20 8.20 7.70 7.03 5.387 V I /V 5.808 6.08 6.69 7.24 7.64 8.13 8.64 9.00 9.27 9.97 V O /V2.7291.7511.10110.6470.4600.2930.1670.1100.0830.066V IL =2.022V V OL =0.066VV IH =8.13V V OH =9.96V V th =5.63V输入高电平的噪声容限 (min)(min)9.968.13 1.83NH OH IH V V V V V V =-=-= 输出低电平的噪声容限(max)(max) 2.0220.066 1.956NL IL OL V V V V V V =-=-=3.74LS00逻辑电平测试及功能测试TTL 集成电路电源电压V cc = 5V 。
系统cmos参数设置-实验报告
计算机科学与技术系
实验报告
课程名称:计算机组装与维护实训实验名称:系统cmos参数设置
姓名:王欢学号************ 日期:10.23-24 地点:十二机房
成绩:教师:张毓福
一、实验目的
掌握cmos参数设置。
二、实验内容
1.电脑开机时根据提示按键进入BIOS设置界面
2.根据课本和资料了解BIOS功能
3.查看cmos参数,掌握修改cmos基本参数,来对时间、日期、等修改,查看硬盘、内存配置情况,设置密码等。
三、实验原理
Cmos参数设置的作用及功能、BIOS功能
四、实验设备
一台运行正常的计算机
五、实验过程及分析
1.根据开机提示进入BIOS设置界面
2.掌握BIOS设置的功能
3.实际操作设置cmos参数,调整时间、日期、设置密码等
4. 了解装系统时设置的启动顺序
六、实验小结
在本次实验中,我通过对计算机的cmos参数设置,知道了怎样修改计算机的时间、日期、设置密码等,怎样更改计算机启动顺序,如何查看计算机硬盘、内存的配置。
CMOS差动放大器性能仿真实验报告
一:实验目的
1、复习基本差动对的电路结构、特点及工作原理。
2、学会使用tanner软件对差动放大器的基本性能进行仿真。
二:实验数据
基本差动电路图
网表文件
仿真结果
Vdc =0.5v,vin1、vin2振幅改成1.5v 仿真如下
Vdc=0.5v,vin1、vin2频率=0;
三:实验思考题
1、比较图3.6和图3.7,解释图3.7中两个输出电压波形失真的原因。
答:由于图3.7中输入的共模电平太低,就使的V in1和V in2处在负半轴时使得M1和M2管出现截止,导致底部出现失真。
另外由于每端的输出最大只能是VDD,所以当输入幅度信号
大时,输出正半轴时也会出现失真。
2、观察图3.9,读出输出电压的最大和最小值,验证仿真结果和理论分析的一致性。
答:有图可知,Vout(max)= 2.5v; V out(min) = -2.5v
当V in1很小时,M1管截止,M2管导通,V out1 = VDD,
V out2 = VDD – R D I ss;当V in2很小时,M2管截止,M1管导通,V out2 = VDD, V out2= VDD –R D I ss;故仿真结果与理论分析一致。
模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告
模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告一、概述在现代集成电路设计领域,模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的课题。
本实验旨在通过对模拟CMOS集成电路设计相关内容的学习和实践,加深对该领域的理解,并提升设计实践能力。
本文将介绍实验内容、实验过程和实验结果,并结合个人观点对模拟CMOS集成电路设计进行探讨。
二、实验内容1. 实验名称:基于CMOS工艺的运算放大器设计与仿真2. 实验目的:通过对基本运算放大器的设计与仿真,理解模拟CMOS 集成电路设计的基本原理和方法。
3. 实验要求:设计一个基于CMOS工艺的运算放大器电路,并进行仿真验证。
4. 实验器材与软件:PSPICE仿真软件、计算机、基本电路元件。
三、实验过程1. 设计基本运算放大器电路a. 根据理论知识,选择合适的CMOS工艺器件,并进行电路拓扑设计。
b. 计算电路的主要参数,如增益、带宽、输入输出阻抗等。
c. 优化设计,满足实际应用需求。
2. 运算放大器电路仿真a. 在PSPICE软件中建立电路模型。
b. 分析仿真结果,验证设计参数是否符合预期。
c. 优化设计,使得电路性能达到最佳状态。
四、实验结果经过反复设计与仿真,最终得到了一个基于CMOS工艺的运算放大器电路。
在PSPICE软件中进行仿真测试,结果表明设计的运算放大器电路性能良好,能够满足设计要求。
在输入端加入正弦波信号,输出端得到经过放大和处理的信号,验证了电路的正常工作。
五、总结与回顾通过本次实验,我深刻理解了模拟CMOS集成电路设计的基本原理和方法。
从初步设计到最终仿真,我逐步掌握了电路设计与优化的过程,并将理论知识应用到实践中。
在今后的学习和工作中,我将继续深入研究模拟CMOS集成电路设计,不断提升自己的技能。
六、个人观点与理解模拟CMOS集成电路设计是一个复杂而又具有挑战性的领域。
在实验过程中,我深刻意识到了理论知识与实际应用的紧密通联,只有不断实践与探索,才能够更好地理解与掌握。
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告实验目的:1.了解CMOS集成逻辑门的逻辑功能和参数;2.掌握用示波器测试CMOS集成逻辑门的方法;3.了解逻辑门的工作特性。
实验仪器和器材:1.CMOS集成逻辑门芯片;2.示波器;3.线路连接线;4.双电源供电器。
实验原理:实验过程:1.将CMOS集成逻辑门芯片插入实验台上提供的插槽中,并确保插入位置正确;2.将线路连接线分别连接到CMOS集成逻辑门芯片的输入端和输出端,并另一端连接至示波器的输入端;3.将双电源供电器的正极和负极分别连接到CMOS集成逻辑门芯片的VDD和VSS端;4.启动双电源供电器,并将VDD设置为高电平(一般为5V),VSS设置为低电平(一般为0V);5.依次测试CMOS集成逻辑门芯片中的各个逻辑门的功能和参数,将输入信号引至对应的输入端,并利用示波器观察输出信号的波形。
实验数据:以CMOS集成逻辑门中的与门(AND gate)为例,测试其逻辑功能和参数。
逻辑功能测试:根据与门的真值表,输入A、B两个信号,输出结果与输入信号直接相与的结果一致。
参数测试:1.高电平输出电压(VOH):在输入信号全为高电平的情况下,测量输出信号的高电平电压值。
一般要求VOH>4.5V。
2.低电平输出电压(VOL):在输入信号全为低电平的情况下,测量输出信号的低电平电压值。
一般要求VOL<0.5V。
3.高电平输入电压(VIH):测量输入信号被识别为高电平的最小电压值。
一般要求VIH>3.5V。
4.低电平输入电压(VIL):测量输入信号被识别为低电平的最大电压值。
一般要求VIL<1.5V。
5.高电平供电电压(VDD):测量供电电压的高电平值。
6.低电平供电电压(VSS):测量供电电压的低电平值。
实验结果:根据实验测量数据,以及对比逻辑功能和参数测试的要求,可以得出实验结果。
结论:CMOS集成逻辑门具有低功耗、高DV/DDP性能以及防静电能力强等优点。
cmos反向器电路设计实验报告
cmos反向器电路设计实验报告CMOS反向器电路设计实验报告摘要:本实验通过设计和实现CMOS反向器电路,验证其基本功能和性能。
通过实验测试,我们评估了反向器的输入电压和输出电压之间的关系,以及其延迟时间和功耗等性能指标。
实验结果表明,所设计的CMOS反向器电路具有较高的性能和可靠性。
引言:CMOS(互补金属氧化物半导体)技术是集成电路设计中最常用的工艺之一,其具有功耗低、噪声抑制能力强等优点,在现代电子设备中得到广泛应用。
反向器是CMOS电路中最基本的逻辑门,其功能是将输入信号反转输出。
本实验旨在通过设计和实现CMOS反向器电路,验证其基本功能和性能。
材料与方法:1. 实验所需材料:- 电路设计软件(如LTspice)- CMOS反向器电路元件(晶体管、电阻、电容等)- 直流电源- 示波器2. 实验步骤:1) 在电路设计软件中绘制CMOS反向器电路原理图。
2) 根据设计要求,选择合适的晶体管、电阻和电容等元件。
3) 连接电路并进行仿真测试,调整电阻和电容等参数,以满足设计要求。
4) 使用直流电源为电路供电,并使用示波器测量输入和输出信号的波形。
5) 记录和分析实验数据,并评估反向器的性能。
结果与讨论:通过实验测试,我们得到了CMOS反向器电路的输入和输出电压之间的关系。
我们观察到,当输入电压为高电平时,输出电压为低电平;而当输入电压为低电平时,输出电压为高电平。
这验证了反向器的基本功能。
我们还测试了反向器的延迟时间和功耗。
延迟时间是指输入信号从发生变化到输出信号发生变化之间的时间。
实验结果显示,CMOS 反向器的延迟时间较短,具有较高的响应速度。
功耗是指电路在工作过程中消耗的能量。
实验结果显示,CMOS反向器的功耗较低,符合低功耗设计的要求。
结论:通过本次实验,我们成功设计和实现了CMOS反向器电路,并验证了其基本功能和性能。
实验结果表明,所设计的反向器具有较高的性能和可靠性。
CMOS技术的广泛应用将进一步推动集成电路的发展,为现代电子设备的制造和应用提供了有力支持。
实验五CMOS集成逻辑门的逻辑功能测试报告模板实验六 译码器及其应用
实验五CMOS集成逻辑门的逻辑功能测试一、实验目的1、掌握CMOS集成门电路的逻辑功能和器件的使用规则。
2、学会CMOS集成门电路逻辑功能的测试方法。
二、实验原理本实验将测定与门CC4081,或门CC4071,非门74LS04,与非门CC4011,或非门CC4001的逻辑功能。
各集成块的引脚排列图如下:CC4081四2输入与门CC4071四2输入或门74LS04六反相器(非门)CC4011四2输入与非门CC4001四2输入或非门CMOS电路的使用规则由于CMOS电路有很高的输入阻抗,这给使用者带来一定的麻烦,即外来的干扰信号很容易在一些悬空的输入端上感应出很高的电压,以至损坏器件。
CMOS电路的使用规则如下:V DD接电源正极,V SS接电源负极(通常接地⊥),不得接反。
CC4000系列的电源允许电压在+3~+18V范围内选择,实验中一般要求使用+5~+15V。
所有输入端一律不准悬空,闲置输入端的处理方法:按照逻辑要求,直接接V DD(与非门)或V SS(或非门)。
在工作频率不高的电路中,允许输入端并联使用。
输出端不允许直接与V DD或V SS连接,否则将导致器件损坏。
在装接电路,改变电路连接或插、拔电路时,均应切断电源,严禁带电操作。
焊接、测试和储存时的注意事项:电路应存放在导电的容器内,有良好的静电屏蔽;焊接时必须切断电源,电烙铁外壳必须良好接地,或拔下烙铁,靠其余热焊接;所有的测试仪器必须良好接地。
三、实验设备与器件数字电路实验箱、CC4011、CC4001、CC4071、CC4081。
四、实验内容测试验证CMOS各门电路的逻辑功能,判断其好坏。
与非门CC4011、与门CC4081、或门CC4071及或非门CC4001逻辑功能,其引脚见附录。
以CC4011为例:测试时,选好某一个14P插座,插入被测器件,其输入端A、B接逻辑开关的输出插口,其输出端Y接至逻辑电平显示器输入插口,拨动逻辑电平开关,逐个测试各门的逻辑功能,并记录。
模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告
模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告1. 引言在现代电子工程领域中,模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的研究领域。
本文将对模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验进行全面评估,并撰写一份有价值的实验报告。
通过这篇文章,我们将深入探讨模拟CMOS集成电路设计的原理、方法和实践,为读者带来深刻而全面的理解。
2. 实验内容本次课程实验旨在通过实际操作,让学生深入理解模拟CMOS集成电路设计的基本原理和流程。
实验包括了对CMOS集成电路的基本认识、基于SPICE仿真工具的电路模拟设计、以及实际电路的布局与布线等内容。
在实验中,学生需要掌握CMOS集成电路的工作原理、信号传输特性、电路设计的基本流程以及布局与布线的关键技术。
3. 深度评估通过对实验内容的深度评估,我们可以认识到模拟CMOS集成电路设计的复杂性和重要性。
学生需要理解CMOS技术在集成电路设计中的核心地位,以及其在实际电路中的应用。
SPICE仿真工具在电路设计中的作用和优势也是本次实验的重要内容。
电路的布局与布线对于电路性能的影响不可忽视,学生需要深入理解布局布线的原理和方法。
4. 文章撰写在文章的撰写过程中,我们将按照知识的文章格式进行,使用序号标注,并在内容中多次提及模拟CMOS集成电路设计这一主题。
在文章的开头,我们将对模拟CMOS集成电路设计的重要性和实验的背景进行介绍,为读者带来对主题的直观了解。
我们将从CMOS集成电路的基本原理和工作特性入手,逐步展开对实验内容的深入解析。
在文章的结尾,我们将总结实验的收获和体会,共享对模拟CMOS集成电路设计的个人观点和理解。
5. 总结与展望通过本文的撰写和深度评估,我们不仅对模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验进行了全面解析,同时也为读者带来了对这一领域的深刻理解和启发。
未来,希望能进一步探讨模拟CMOS集成电路设计的前沿技术和发展趋势,为电子工程领域的学术研究和技术应用提供更多有价值的内容。
CMOS反相器数电实验报告
1.实验目的1.1了解Schematic设计环境1.2掌握反相器电路原理图输入方法1.3掌握逻辑符号创建方法2实验原理在Schematic设计环境中本实验所用的主要菜单有Tool、Design、Window、Edit、Add、Check、Sheet、Options等项。
其中常用菜单有:Tool菜单提供设计工具以及辅助命令。
比如,lab4、lab5所使用的仿真工具ADE,就在Tool下拉菜单中。
Window菜单中的各选项有调整窗口的辅助功能。
比如,Zoom选项对窗口放大(Zoom in)与缩小(Zoom out),fit选项将窗口调整为居中,redraw选项为刷新。
Edit菜单实现具体的编辑功能,主要有取消操作(Undo)、重复操作(Redo)、拉伸(Stretch)、拷贝(copy)、移动(Move)、删除(Delete)、旋转(Rotate)、属性(Properties)、选择(Select)、查找(Search)等子菜单,在以下实验中将大量应用。
Add菜单用于添加编辑所需要的各种素材,比如元件(Instance)或输入输出端点(pin)等。
3实验步骤3.1在ic5141中设计的管理以库的方式进行。
库管理器中包含有设计使用的工艺库和ic5141软件提供的一些元件库。
无论画电路图还是设计版图,都和建库有关,所以首先建立一个库文件,方法如下:CIW界面点击File菜单,出现下拉菜单,选命令File→New→Library,出现“New Library”对话框,填入合适的信息,如图1所示。
新建库后面还将用于版图绘制,选第二个选项,即“Attach to an existing techfile”,单击“OK”按钮,完成新库的建立。
3.2电路原理图输入设计库建好后,就可以开始画电路原理图,具体过程如下。
建立设计原理图:在CIW中选菜单单项File→New→Cellview,出现“Create new File”对话框,如图所示填写、选择相应的选项,点击OK按钮,进入原理如编辑器。
CMOS-设置实验报告
第三步,标准CMOS设置:从主菜单选择“STANDARD CMOS SETUP”后进入“标准CMOS设置”菜单。其中第1部分是日期和时间的设置,使用光标配合“Page Up”和“Page Down”依次设置成当前日期和时间;第2部分是用于硬盘和软盘的参数设置部分,硬盘通过自动检测完成设置,软盘中“Drive A”设为1.44M 3.5in,其他设为“NONE”。第3部分中“Video”设置系统显示方式,设为“EGA/VGA”;“Holt on”用于设置系统启动时出错处理,设为“All Errors”。
5.在主菜单上把光标移到第10项“IDE HDD AUTO TO DETECTION”即IDE接口硬盘类型参数的自动测定,自动测定安装的各个硬盘的类型参数,检测后返回主菜单。
6.在主菜单上把光标移到第11项“SAVE & EXIT SETUP”即存储设置数据到CMOS中并退出SETUP程序,重新启动使CMOS新数据生效。
实 验 内 容(原 理、步 骤 和 方 法)
实验内容:实验内容:对CMOS设置中的常用参数进行设置,保证计算机正常运行;了解CMOS设置中的高级参数的意义。
实验步骤如下:
第一步,打开主机电源,当屏幕出现“Press <DEL> to enter SETUP”提示时,按下“Del”键,进入SETUP设置界面。
实验步骤如下:
第一步,打开主机电源,当屏幕出现“Press <DEL> to enter SETUP”提示时,按下“Del”键,进入SETUP设置界面。
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告
CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告CMOS集成逻辑门的逻辑功能与参数测试实验报告「篇一」集成门电路功能测试实验报告一、实验预习 1、逻辑值与电压值得关系。
2、常用逻辑门电路逻辑功能及其测试方法。
3、硬件电路基础实验箱得结构、基本功能与使用方法。
二、实验目得测试集成门电路得功能三、实验器件集成电路板、万用表四、实验原理 TTL 与非门74LS00 得逻辑符号及逻辑电路:双列直插式集成与非门电路CT74LS00:数字电路得测试:常对组合数字电路进行静态与动态测试,静态测试就是在输入端加固定得电平信号,测试输出壮态,验证输入输出得逻辑关系.动态测试就是在输入端加周期性信号,测试输入输出波形,测量电路得频率响应。
常对时序电路进行单拍与连续工作测试,验证其状态得转换就是正确。
本实验验证集成门电路输入输出得逻辑关系,实验在由硬件电路基础实验箱与相关得测试仪器组成得物理平台上进行。
硬件电路基础实验箱广泛地应用于以集成电路为主要器件得数字电路实验中,它得主要组成部分有:(1)直流电源:提供固定直流电源(+5V,—5V)与可调电源(+3~15V,-3~15V).(2)信号源:单脉冲源(正负两种脉冲);连续脉冲。
(3)逻辑电平输出电路:通过改变逻辑电平开关状态输出两个电平信号:高电平“1”与低电平“0”。
(4)逻辑电平显示电路:电平显示电路由发光二极管及其驱动电路组成,用来指示测试点得逻辑电平.(5)数码显示电路:动态数码显示电路与静态数码显示电路,静态数码显示电路由七段LED数码管及其译码器组成。
(6)元件库:元件库装有电位器、电阻、电容、二极管、按键开关等器件.(7)插座区与管座区:可插入集成电路,分立元件.集成门电路功能验证方法:选定器件型号,查阅该器件手册或该器件外部引脚排列图,根据器件得封装,连接好实验电路,以测试 74LS00 与非门得功能为例:正确连接好器件工作电源:74LS00 得 1 4 脚与7脚分别接到实验平台得 5 V 直流电源得“+5 V“与“GND”端处,TTL数字集成电路得工作电压为 5 V(实验允许±5%得误差)。
北邮模拟集成电路设计CMOS实验报告
北邮模拟集成电路设计CMOS实验报告实验名称:CMOS集成电路设计实验一、实验目的:1.理解CMOS集成电路的基本原理和设计方法;2.掌握CMOS逻辑门电路的设计过程;3.学会使用EDA软件进行CMOS集成电路的仿真和布局。
二、实验原理:CMOS逻辑门电路常用的基本逻辑门有与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)和异或门(XOR)等。
通过适当的连接和组合可以实现各种复杂的逻辑功能。
三、实验仪器和材料:1.电脑:用于运行EDA软件进行仿真和布局;2. EDA软件:如Cadence、Virtuoso等。
四、实验步骤:1.设计CMOS逻辑门电路。
a.确定逻辑门的功能要求,选择合适的逻辑门类型;b.根据逻辑门的真值表进行逻辑电路的设计;c.根据逻辑电路设计生成CMOS电路原理图。
2.仿真验证电路功能。
a.在EDA软件中加载CMOS电路原理图;b.设置输入信号,并运行仿真进行波形分析;c.验证逻辑门电路的功能和时序响应。
3.进行电路布局。
a.根据设计要求和布局规范进行电路布局;b.确保电路布局符合工艺和物理约束条件;c.生成电路布局图。
4.查看布局成果。
a.在EDA软件中加载电路布局图;b.观察和分析电路布局的效果和问题;c.对电路布局进行进一步优化和调整。
五、实验结果和分析:在实验中,我们选择设计了一个4输入与门电路。
通过EDA软件仿真,我们可以看到当所有输入均为高电平时,输出才为高电平;否则,输出为低电平。
仿真结果符合与门的逻辑功能要求,说明我们的设计是正确的。
同时,我们也进行了电路的布局,保证了电路的正确性和合理性。
通过查看布局成果,我们发现一些电路单元之间的间距不合适,会造成电路性能的影响。
因此,我们对电路布局进行了调整和优化,使其满足工艺和物理要求。
六、实验总结:通过本次实验,我们深入理解了CMOS集成电路的基本原理和设计方法。
通过搭建CMOS逻辑门电路,我们掌握了逻辑电路的设计过程,并借助EDA软件进行了仿真和布局。
cmos实验报告
cmos实验报告CMOS 实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解互补金属氧化物半导体(CMOS)的工作原理和特性,通过实际操作和测量,掌握 CMOS 电路的基本性能参数和测试方法,为今后在电子电路设计和应用方面打下坚实的基础。
二、实验原理(一)CMOS 简介CMOS 是一种集成电路制造工艺,它由 P 型和 N 型 MOS 晶体管组成。
CMOS 电路具有低功耗、高集成度、抗干扰能力强等优点,广泛应用于数字电路、模拟电路和混合信号电路中。
(二)CMOS 反相器CMOS 反相器是 CMOS 电路中最基本的单元,它由一个 P 型 MOS 晶体管(PMOS)和一个 N 型 MOS 晶体管(NMOS)组成。
当输入为高电平时,NMOS 导通,PMOS 截止,输出为低电平;当输入为低电平时,PMOS 导通,NMOS 截止,输出为高电平。
(三)CMOS 传输门CMOS 传输门由一个PMOS 晶体管和一个NMOS 晶体管并联组成。
当控制信号为高电平时,传输门导通,信号可以通过;当控制信号为低电平时,传输门截止,信号无法通过。
三、实验设备与材料(一)实验设备1、数字示波器2、直流电源3、信号发生器4、逻辑分析仪5、面包板6、万用表(二)实验材料1、 CD4007 芯片(包含多个 CMOS 器件)2、电阻、电容等分立元件四、实验内容与步骤(一)CMOS 反相器的测试1、在面包板上搭建 CMOS 反相器电路,使用 CD4007 芯片中的PMOS 和 NMOS 晶体管。
2、将直流电源连接到电路,设置输入电压分别为 0V 和 5V,使用万用表测量输出电压。
3、使用信号发生器产生频率为 1kHz 的方波信号作为输入,用示波器观察输入和输出信号的波形,记录上升时间和下降时间。
(二)CMOS 传输门的测试1、按照电路原理图在面包板上搭建 CMOS 传输门电路。
2、用直流电源提供控制信号和输入信号,分别设置控制信号为 0V 和 5V,测量输出信号的电压。
CMOS实验报告
七、实验分析
在本次设计中采用了密勒补偿,但在包含密勒补偿的电路中会产生一个离原
点很近的零点,位于 这是由于Cc+CGD6形成从输入到输出的
回路。这个零点大大降低了电路的稳定性。
本次设计中我们增加一个与补偿电容串联的电阻,从而改善零点的频率,
下面用ICMR的要求计算(W/L)3
11/1
所以有 = =11/1
由 ,GB=5MHz,我们可以得到
即可以得到
用负ICMR公式计算 由式(12)我们可以得到下式
如果 的值小于100mv,可能要求相当大的 ,如果 小于0,则ICMR的设计要求则可能太过苛刻,因此,我们可以减小 或者增大 来解决这个问题,我们为了留一定的余度我们 等于-1.1V为下限值进行计算
模拟
实验一
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
极点分裂与Cc变化
五、实验结果
实验中我们参考了网上资料完成了一个版本,按照书本完成了一个版本,如下:
1.电路图(可放大查看)
教材版:
网络版
2.幅频特性曲线
教材版
网络版
六、思考题
分析此类电流镜优点,并说明原因。
答:
1.获得了较高的精度:在本电路中,由于电路结构特点,下方两nmos管(图中1,2)的漏端注入电压相等,由此,Iout是Iin的精确复制,即使上方两mos管(图中0,3)的输入电压发生变化,对M1,M2而言,变化量近似相等,因此Iout Iin。即通过共源共栅级屏蔽了输出电压变化的影响。
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。
CMOS单级放大器性能仿真实验报告
一:实验目的
1、掌握电阻负载、带源极负反馈的共源级的性能仿真方法
2、掌握源跟随器、共源共栅级的性能仿真方法。
二:实验数据
1:电阻负载共源电路图如下:
2:带源极负反馈的共源接法电路图如下:
3:源跟随器
4:共源共栅极
二:实验思考题
1:
区别:带反馈的当输入电压增大时,漏源电流增加的没有不带反馈的快,即跨导变小了。
原因:输入端是栅极,输出端是漏极,若带了源级负反馈电阻,当栅极输入电压升高时,漏源电流会增大,其中电流经过源级负反馈电阻,使源端的电压升高,导致栅源电压减小,漏源电流电流降低。
2:在R=1000时跨导变小了!
Vdd,所以随着Vdd的增加,N1各点的电压也会随着增加。
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。
CMOS设置实验报告
CMOS设置实验报告一、实验目的通过实验了解CMOS设置的基本知识,掌握CMOS的设置方法,加深对CMOS的理解。
二、实验仪器1.个人电脑2.键盘3.显示器三、实验步骤1.打开个人电脑的电源。
2.按F2或Del键进入BIOS界面。
3.在BIOS界面选择“Main”选项,可以设置系统的时间和日期,也可以设置启动顺序。
4.在BIOS界面选择“Advanced”选项,可以进行高级设置,如CPU 频率、内存频率等。
5.在BIOS界面选择“Boot”选项,可以设置系统的启动方式。
6.在BIOS界面选择“Security”选项,可以设置系统的安全性,如设置密码等。
7.在BIOS界面选择“Exit”选项,可以保存设置并退出BIOS界面。
四、实验结果与分析通过实验,我们成功地进入了CMOS设置界面,并对系统的时间、日期、启动顺序、CPU频率和内存频率等进行了设置。
在完成实验过程中,我们需要注意的是,CMOS设置界面是一个非常敏感的界面,一旦设置错误,可能会导致个人电脑的系统出现故障,甚至无法启动。
因此,在进行CMOS设置时,需要谨慎操作,确保设置的正确性。
实验还可以进一步扩展,可以进一步了解CMOS的其他设置选项,并进行相应的设置操作。
实验也可以通过比较不同的设置结果,分析和讨论不同设置对系统性能和稳定性的影响。
五、实验总结通过本次实验,我们对CMOS设置有了进一步的了解,掌握了CMOS的设置方法。
CMOS设置是个人电脑维护和管理的重要环节,合理的设置可以提高系统的性能和稳定性,保证电脑的正常使用。
在实验过程中,我们遵循了正确的操作步骤,确保了设置的准确性。
同时,在实验中我们还发现,CMOS设置对电脑的性能和稳定性有着重要的影响,不同的设置可以产生不同的效果。
通过本次实验,我们不仅掌握了CMOS设置的基本知识,而且加深了对CMOS的理解。
我们相信,在今后的电脑管理和维护过程中,我们可以更加熟练地进行CMOS设置,提高个人电脑的使用效果。
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11/1
所以有 = =11/1
由 ,GB=5MHz,我们可以得到
即可以得到
用负ICMR公式计算 由式(12)我们可以得到下式
如果 的值小于100mv,可能要求相当大的 ,如果 小于0,则ICMR的设计要求则可能太过苛刻,因此,我们可以减小 或者增大 来解决这个问题,我们为了留一定的余度我们 等于-1.1V为下限值进行计算
2.以降低输出摆幅为代价,提高了输出电阻:各管子均处于饱和或临界饱和的状态。
七、实验分析
在本次设计中采用了密勒补偿,但在包含密勒补偿的电路中会产生一个离原
点很近的零点,位于 这是由于Cc+CGD6形成从输入到输出的
回路。这个零点大大降低了电路的稳定性。
本次设计中我们增加一个与补偿电容串联的电阻,从而改善零点的频率,
实验五:两级运算放大器设计
一、实验目的
熟悉软件的使用,了解synopsys软件的设计过程。掌握电流镜的相关知识和技术,设计集成电路实现所给要求。
二、实验要求
单级放大器输出对管产生的小信号电流直接流过输出电阻,因此单级电路的增益被抑制在输出对管的跨导与输出阻抗的乘积。在单级放大器中,增益是与输出摆幅相矛盾的。要想得到大的增益我们可以采用共源共栅结果来极大的提高出阻抗的值,但是共源共栅中堆叠的MOS管不可避免的减少了输入电压的范围。因为多一层管子至少增加一个对管子的过驱动电压。这样在共源共栅结构的增益与输出电压矛盾。为了缓解这种矛盾引入两级运放,在两级运放中将这两个点在不同级实现。如本设计中的两级运放,大的增益靠第一级与第二级级联而组成,而大的输出电压范围靠第二级的共源放大器来获得。
模拟
实验一
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
由仿真结果有:gm=496u,R=10k,所以增益Av=496*10/1000=4.96=13.91 dB可见,实际增益大于理论增益
实验二
一、实验目的
1.掌握差分放大器的设计方法;
2.掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。
二、实验要求
1.确定放大电路;
2.确定静态工作点Q;
3.确定电路其他参数。
最基本的 COMS 二级密勒补偿运算跨导放大器的结构如图所示。主要包括四部分:第一级输入级放大电路、第二级放大电路、偏置电路和相位补偿电路。
两级运放电路图
相位补偿:
电路有至少四个极点和两个零点,假定 z2、p3、p4 以及其它寄生极点都远大于 GBW,若不考虑零点z1,仅考虑第二极点p2,那么这是一个典型的两极点决定的系统。为保证系统稳定,通常要求有 63°左右的相位裕度,即保持频率阶跃响应的最大平坦度以及较短的时间响应。 但在考虑 z1之后, 这个右半平面 (RHP) 的零点在相位域上相当于左半平面 (LHP)的极点,所以相位裕度会得到恶化。同时如果为了将两个极点分离程度增大,则补偿电容Cc 就要增大,这也会使得零点减小,进一步牺牲相位裕度,如图所示。
设计一个COMS两级放大电路,满足以下指标:
AV=5000V/V(74dB) VDD=2.5V VSS=-2.5V
GB=5MHz CL=5pf SR>10V/us 相位裕度=60度
VOUT范围=[-2,2]V ICMR=-1~2V Pdiss<=2mW
三、实验内容
确定电路的拓扑结构:
图中有多个电流镜结构,M5,M8组成电流镜,流过M1的电流与流过M2电流ID1,2=ID3,4=1/2*ID5,同时M3,M4组成电流镜结构,如果M3和M4管对称,那么相同的结构使得在x,y两点的电压在Vin的共模输入范围内不随着Vin的变化而变化,为第二极放大器提供了恒定的电压和电流。图1所示,Cc为引入的米勒补偿电容。
二、实验要求
1、启动synopsys,建立库及Cellview文件。
2、输入共源级放大器电路图。
3、设置仿真环境。
4、仿真并查看仿真结果,绘制曲线。
三、实验结果
1、电路图
1K电路图
10k电路图
2、幅频特性曲线
1k
10k
四、实验结果分析
1k
器件参数:NMOS管的宽长比为10,栅源之间所接电容1pF,Rd=1K。
则可以得到的 进而推出
即有
为了得到60°的相位裕量, 的值近似起码是输入级跨导 的10倍(allen书p.211例6.2-1),我们设 ,为了达到第一级电流镜负载(M3和M4)的正确镜像,要求 ,图中x,y点电位相同
我们可以得到
进而由 我们可以得到直流电流
同样由电流镜原理,我们可以得到
四、实验原理
电路结构:
极点分裂与Cc变化
五、实验结果
实验中我们参考了网上资料完成了一个版本,按照书本完成了一个版本,如下:
1.电路图(可放大查看)
教材版:
网络版
2.幅频特性曲线
教材版
网络版
六、思考题
分析此类电流镜优点,并说明原因。
答:
1.获得了较高的精度:在本电路中,由于电路结构特点,下方两nmos管(图中1,2)的漏端注入电压相等,由此,Iout是Iin的精确复制,即使上方两mos管(图中0,3)的输入电压发生变化,对M1,M2而言,变化量近似相等,因此Iout Iin。即通过共源共栅级屏蔽了输出电压变化的影响。
考虑共模输入范围:
在最大输入情况下,考虑M1处在饱和区,有
(4)
在最小输入情况下,考虑M5处在饱和区,有
(5)
而电路的一些基本指标有
(6)
(7)
(8)
(9)
CMR:
正的CMR (10)
负的CMR (12)
由电路的压摆率 得到
=(3*10-12)()10*106)=30μA(为了一定的裕度,我们取 。)则可以得到,
利用表1、表2中的ຫໍສະໝຸດ 数计算得到第一级差分放大器的电压增益为:
第二极共源放大器的电压增益为
所以二级放大器的总的电压增益为
相位裕量有
要求60°的相位裕量,假设RHP零点高于10GB以上
所以 即
由于要求 的相位裕量,所以
可得到 =2.2pF
因此由补偿电容最小值2.2pF,为了获得足够的相位裕量我们可以选定Cc=3pF
4.电压放大倍数大于20dB,尽量增大GBW,设计差分放大器;
5.对所设计电路调试;
6.对电路性能指标进行测试仿真,并对测量结果进行验算和误差分析。
三、设计原理
平衡态下的小信号差动电压增益AV为
四、实验结果(表中数据单位dB)R单位:kΩ
W/L
R
10
20
30
40
50
15
-27.8
-26.7
-26.5
-26.2
-26
30
-21.9
-21
-20.6
-20.3
-20.1
45
-18.5
-17.6
-17.1
-16.9
-16.7
改变W/L和栅极电阻,可以看到,R一定时,随着W/L增加,增益增加,W/L一定时,随着R的增加,增益也增加。但从仿真特性曲线我们可以知道,这会限制带宽的特性,W/L增大时,带宽会下降。为保证带宽,选取W/L=10,R=15K的情况下的数值,保证了带宽约为300MHZ,可以符合系统的功能特性,实验结果见下图。
1.电路图
2.幅频特性曲线
五、思考题
根据计算公式,为什么不能直接增大R实现放大倍数的增大?
答:若直接增加Rd,则Vd会增加,增加过程中会限制最大电压摆幅;
如果VDD—Vd=Vin—VTH,那MOS管处于线性区的边缘,此时仅允许非常小的输出电压摆幅。即电路不工作。此外,RD增大还会导致输出结点的时间常数更大。
引入的电阻为RZ,零点的频率可表示为 ,将此零点
移到左半平面来消除第一非主极点,满足的条件为
选定合适的CL与CC,在程序中读出gm6的值,就可以计算出RZ的值。但是电阻过大会带来更大的热噪声,还会使时间常数更大,而电路的GB随CC的增大而减小,这里就涉及到电阻RZ电容CC 和gm6的折衷。经过反复尝试,我们找到了一组比较合适的数据,其中CC=3p ,RZ=60k,GB和电路的稳定性均比较好的达到了实验要求。
实验结果:输入交流电源电压为1.2V,所得增益为12dB。
由仿真结果有:gm=496u,R=10k,所以增益Av=496*10/1000=4.96=13.91 dB可见,实际增益大于理论增益
2k
器件参数:NMOS管的宽长比为10,栅源之间所接电容1pF,Rd=10K。
实验结果:输入交流电源电压为1V,所得增益为12dB。