模拟集成电路 实验报告
模拟集成电路实验实验四报告
单级电流源负载共源放大器设计集成电路设计与分析实验B（四）一、实验目的1.熟练掌握使用Cadence Virtuoso ADE5.1.41软件进行原理图的编辑2.使用器件设计参数表格的数据进行电路设计3.掌握电流源负载的共源放大器的设计方法二、实验软件：Cadence IC Virtuoso ADE 5.1.41三、实验要求：实验前请做好预习工作，实验后请做好练习，较熟练地使用Virtuoso软件对原理图进行编辑并熟练掌握常用的几种低频模拟电路的分析方法。
华侨大学电子工程系（The Department of Electronic Engineering Huaqiao University）1单级电流源负载共源放大器设计华侨大学电子工程系（The Department of Electronic Engineering Huaqiao University ）2 第一部分 单级共源放大器设计已知：VDD=3.3V ， I=100uA 要求：Av>30dB , 输出摆幅>2V1.1 单级共源放大器设计一、参数估算1.根据输出摆幅的要求，分配NMOS 和PMOS 的过驱动电压，电路如图1所示，1.30.35,0.5onN onP onP V V V V V V +<⇒==onN 可以取V2.估算共源放大器增益111211(||)()()v mN oN oP G thN n p onN n p I A g r r V V I V λλλλ===-++由此可知，电流源负载的共源放大器小信号增益只和过驱动电压和放大级的沟道长度调制系数有关，选择合理的过驱动电压和沟道长度调制系数使其满足设计要求。
选择的输入管的过驱动电压为0.35V ，L 取1um 时即可满足设计要求。
2.估算静态工作电压：共源放大器的输入电压0.350.350.550.9G thN V V =+=+=3.30.50.75 2.05Vbp =--=单级电流源负载共源放大器设计华侨大学电子工程系（The Department of Electronic Engineering Huaqiao University ）3 输出节点的静态工作点(0.35 2.8)/2 1.575+= 3.验证增益是否满足设计要求：查表1.2可知，此时NMOS 的0.03n λ=，PMOS 0.11p λ=2200/0.35571/mN onNIg uA V uA V V === 11171.4()(0.030.11)100out n p D R k I V uAλλ-===Ω++⨯ 571/71.440.7v m out A g R uA V k ==⨯Ω=4.估算器件宽长比，查表1可知：92,43n p K K ==221(/)/()100/(920.35)8.8799/1MN n onN W L I K V u u =⨯=⨯=≈=221(/)/()100/(430.5)9.39.59.5/1MP p onP W L I K V u u =⨯=⨯=≈=二、仿真验证：1.静态工作点仿真结果如图所示，仿真结果显示单级电流源负载共源放大器设计华侨大学电子工程系（The Department of Electronic Engineering Huaqiao University ）4 2．输出电压摆幅仿真结果如图所示：设置仿真时不需要从0扫到VDD ，只需要在静态工作点附近3.跨导m GSdIg dV，所以可以先扫描出I-VG 曲线然后在Tools 中选择Calculator …工具（计算器）点击wave 然后在显示的波形中选择你需要进行数学处理的曲线，如 选择后计算器中会有显示如本例中（IS(“M0/D ””/home/hww/…”)）接着对该曲线进行处理，需要对其微分，在计算器中Special Functions 下拉菜单中选择Deriv单级电流源负载共源放大器设计华侨大学电子工程系（The Department of Electronic Engineering Huaqiao University ）5 选择完成后，最终需要将其显示出来： 在ADE 中OUTPUTs 选择Setup …选择Get Expression选择OK 后，该波形将进行数学处理显示出来： 点击Plot Outputs 将显示处理完的波形，如下所示：输入为900mV 时跨导约为320uA/V 。
集成电路实验日常实训报告
一、实训时间2022年X月X日至2022年X月X日二、实训地点XX大学电子实验室三、实训目的1. 熟悉集成电路的基本原理和实验方法；2. 培养动手能力和实验操作技能；3. 深入了解集成电路的设计与制造过程；4. 提高对电子电路的分析与解决实际问题的能力。
四、实训内容1. 集成电路基本原理及实验（1）半导体材料与器件：了解半导体材料的特性，掌握PN结、二极管、晶体管等基本器件的原理和特性。
（2）集成电路基本电路：学习放大器、稳压器、滤波器等基本电路的设计与实验。
（3）集成电路制造工艺：了解集成电路的制造工艺流程，包括光刻、蚀刻、离子注入、扩散等。
2. 集成电路设计及实验（1）模拟集成电路设计：学习模拟电路的基本原理，掌握运算放大器、滤波器、稳压器等模拟电路的设计方法。
（2）数字集成电路设计：学习数字电路的基本原理，掌握逻辑门、触发器、计数器等数字电路的设计方法。
（3）集成电路版图设计：学习版图设计软件，掌握版图设计的基本规则和技巧。
3. 集成电路制造工艺实验（1）光刻实验：学习光刻原理，掌握光刻机的操作方法和光刻工艺流程。
（2）蚀刻实验：学习蚀刻原理，掌握蚀刻机的操作方法和蚀刻工艺流程。
（3）离子注入实验：学习离子注入原理，掌握离子注入机的操作方法和离子注入工艺流程。
五、实训过程及结果1. 集成电路基本原理及实验在实训过程中，我们学习了半导体材料与器件的基本原理，掌握了PN结、二极管、晶体管等基本器件的特性和应用。
通过实验，我们验证了放大器、稳压器、滤波器等基本电路的性能。
2. 集成电路设计及实验在模拟集成电路设计方面，我们学习了运算放大器、滤波器、稳压器等模拟电路的设计方法，并成功设计出满足要求的电路。
在数字集成电路设计方面，我们掌握了逻辑门、触发器、计数器等数字电路的设计方法，并成功设计出满足要求的电路。
3. 集成电路制造工艺实验在光刻实验中，我们学会了光刻机的操作方法和光刻工艺流程，成功完成了光刻实验。
模拟cmos集成电路设计实验
模拟cmos集成电路设计实验实验要求：设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。
单级放大器设计在课堂检查，两级运算放大器设计需要于学期结束前，提交一份实验报告。
实验报告包括以下几部分内容：1、电路结构分析及公式推导（例如如何根据指标确定端口电压及宽长比）2、电路设计步骤3、仿真测试图（需包含瞬态、直流和交流仿真图）4、给出每个MOS管的宽长比（做成表格形式，并在旁边附上电路图，与电路图一一对应）5、实验心得和小结单级放大器设计指标两级放大器设计指标实验操作步骤：a.安装Xmanagerb.打开Xmanager中的Xstartc.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码Host：202.38.81.119Protocol: SSHUsername/password: 学号（大写）/ 学号@567& （大写）Command : Linux type 2然后点击run运行。
会弹出xterm窗口。
修改密码输入passwd，先输入当前密码，然后再输入两遍新密码。
注意密码不会显示出来。
d.设置服务器节点用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况，尽量选择负载轻的机器登陆，（注：mgt和rack01不要选取）选择节点，在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写，??为节点名)如选择13号节点，则输入ssh –X c01n13e.文件夹管理通常在主目录中，不同工艺库建立相应的文件夹，便于管理。
本实验采用SMIC40nm工艺，所以在主目录新建SMIC40文件夹。
在xterm中，输入mkdir SMIC40然后进入新建的SMIC40文件夹，在xterm中，输入cd SMIC40.f.关联SMIC40nm 工艺库在xterm窗口中，输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)将以下内容拷贝到新文档中。
SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.libDEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf保存为cds.lib 。
模拟集成电路实验报告
CMOS放大器设计实验报告一、实验目的1.培养学生分析、解决问题的综合能力；2.熟悉计算机进行集成电路辅助设计的流程；3.学会适应cadence设计工具；4.掌握模拟电路仿真方法6.掌握电子电路、电子芯片底层版图设计原则和方法；7.掌握使用计算机对电路、电子器件进行参数提取及功能模拟的过程；8.熟悉设计验证流程和方法。
二、实验原理单级差分放大器结构如下图所示：在电路结构中，M2和M3组成了NMOS差分输入对，差分输入与单端输入相比可以有效抑制共模信号干扰；M0和M1电流镜为有源负载，可将差分输入转化为单端输出；M5管提供恒定的偏置电流。
三、实验要求设计电路使得其达到以下指标：1.供电电压：2.输入信号：正弦差分信号3.共模电压范围为4.差分模值范围5．输出信号：正弦信号6.摆率大于7.带宽大于8.幅值增益：9.相位裕度：10.功耗：11.工作温度：四、差分放大器分析1、直流分析为了使电路正常工作，电路中的MOS管都应处于饱和状态。
1.1 M2管的饱和条件:1.2 M4管的饱和条件:2.小信号分析小信号模型如下：由图可得：2．1 增益分析其中2.2 频率响应分析由小信号模型易知：其中3．电路参数计算3．1确定电流根据摆率指标：根据功耗指标易知：根据带宽指标：综上，取:3.2宽长比的确定M4与M5：电流源提供的电流为，参数设为，根据电流镜原理，可以算出M2与M3：带入数据可得取值为20，则取M0与M1：这两个PMOS管对交流性能影响不大，只要使其下方的管子正常开启即可，实验中取值：五、仿真结果1、幅频特性信号名称信号类型参数VDD 直流V=3.3VGND 直流V=0VVin+ 交流小信号幅值1mV,频率50KHz 直流电压1.65V,初相0Vin- 交流小信号幅值1mV,频率50KHz 电压1.65V,初相180增益，，相位裕度为，满足指标要求。
2、摆率仿真信号名称信号类型参数VDD 直流V=3.3VGND 直流V=0VV1=0V,V2=3.3V Vin+ 方波周期2,占空比50%V1=3.3V,V2=0V Vin- 方波周期2,占空比50%仿真结果如下：得到：满足指标要求。
集成电路实验报告
班级：XX姓名：XXX学号：XXXXXX指导老师：XXX实验日期：XXXX年XX月XX日一、实验目的1. 理解集成电路的基本组成和工作原理。
2. 掌握基本的集成电路设计方法，包括原理图设计、版图设计、仿真分析等。
3. 学习使用集成电路设计软件，如Cadence、LTspice等。
4. 通过实验加深对集成电路理论知识的理解，提高动手能力和问题解决能力。
二、实验内容本次实验主要包括以下内容：1. 原理图设计：使用Cadence软件绘制一个简单的CMOS反相器原理图。
2. 版图设计：根据原理图，使用Cadence软件进行版图设计，并生成GDSII文件。
3. 仿真分析：使用LTspice软件对设计的反相器进行仿真分析，测试其性能指标。
4. 版图与原理图匹配：使用Cadence软件进行版图与原理图的匹配，确保设计正确无误。
三、实验步骤1. 原理图设计：- 打开Cadence软件，选择原理图设计模块。
- 根据反相器原理，绘制相应的电路符号，包括NMOS和PMOS晶体管、电阻和电容等。
- 设置各个元件的参数，如晶体管的尺寸、电阻和电容的值等。
- 完成原理图设计后，保存文件。
2. 版图设计：- 打开Cadence软件，选择版图设计模块。
- 根据原理图，绘制晶体管、电阻和电容的版图。
- 设置版图规则，如最小线宽、最小间距等。
- 完成版图设计后，生成GDSII文件。
3. 仿真分析：- 打开LTspice软件，选择仿真模块。
- 将GDSII文件导入LTspice，生成对应的原理图。
- 设置仿真参数，如输入电压、仿真时间等。
- 运行仿真，观察反相器的输出波形、传输特性和功耗等性能指标。
4. 版图与原理图匹配：- 打开Cadence软件，选择版图与原理图匹配模块。
- 将原理图和版图导入匹配模块。
- 进行版图与原理图的匹配，检查是否存在错误或不一致之处。
- 修正错误，确保版图与原理图完全一致。
四、实验结果与分析1. 原理图设计：- 成功绘制了一个简单的CMOS反相器原理图，包括NMOS和PMOS晶体管、电阻和电容等元件。
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。
集成电路工艺模拟实验
实验名称：集成电路工艺模拟；实验性质：设计性实验；实验时间20105.24实验集成电路工艺模拟一．实验目的IC工艺模拟由运行IC工艺模拟器来实现。
IC工艺模拟器由IC工艺模拟软件及能运行该软件的具有一定容量和速度的计算机等硬件组成。
IC工艺模拟软件大致可分为3类：第一类，用来模拟离子注入、扩散、氧化等以模拟掺杂分布为主的所谓狭义的IC工艺模拟软件；第二类，用来模拟刻蚀、淀积等工艺的IC形貌模拟软件以及第三类，用来模拟固有的和外来的衬底材料参数及制造工艺条件参数的扰动对工艺结果影响的所谓IC工艺统计模拟软件。
IC工艺模拟软件可用于模拟制造IC的全工序，也可用来模拟单类工艺或单项工艺。
IC工艺模拟有优化设计IC制造工艺以及快速分析工艺条件对工艺结果影响等功能，也是虚拟制造IC的重要组成部分。
在工艺条件参数中，以离子注入、扩散和氧化工艺为例，一般包括：离子注入的能量、剂量和杂质种类等；预淀积或再分布扩散的温度、时间、杂质种类及需要给出的浓度、气氛或携带气体的种类和分压等；氧化的温度、时间，携带的氧化剂类别和分压等衬底材料参数一般包括衬底材料的晶向、掺杂类型和浓度等。
必要的网格参数、扰动参数及输出参数等。
有一些电学参数如方块电阻、阈值电压等由得出的杂质分布、氧化层厚度及已知的衬底材料参数按有关解析计算公式计算得出。
工艺模拟软件是在建立各种模拟模型的基础上用数值技术求解，编程得出来的。
所以同一个工艺采用不同的模型，最后的模拟结果是不相同的。
SUPREM（Stanford University Process Engineering Models__斯坦福大学工艺模型）是第一个能模拟几乎全部IC制造工序的软件，它与1977年由美国Stanford大学IC实验室成功试制，由于存在数值不稳定，模型精度不够，未能使用。
经过修改在1978 年6月完成了第二代文本，称为SUPREM II, 在SUPREM II程序中已仔细考虑了磷扩散空位模型、氧化增强扩散等，提高了模型精度；由于这些改进，使在SUPREM II成为国际上第一个能实用的IC工艺模拟软件。
模电知识集成电路实训报告
一、实训背景随着电子技术的飞速发展，模拟电子技术（简称模电）在电子工程领域扮演着至关重要的角色。
为了更好地理解和应用模电知识，我们选择了集成电路实训作为实践学习的重要环节。
本次实训旨在通过实际操作，加深对模拟电路基本原理、集成电路工作原理及电路设计方法的理解。
二、实训目的1. 理解模拟电子技术的基本原理，包括放大、滤波、稳压等。
2. 掌握常用集成电路的应用，如运算放大器、比较器、整流器等。
3. 培养电路设计与调试能力，提高动手实践能力。
4. 增强团队合作精神，提高沟通协调能力。
三、实训内容1. 基本放大电路实训内容：搭建基本放大电路，包括共射、共集、共基等放大电路，观察并分析电路性能。
实训过程：首先，根据设计要求，选用合适的放大电路类型；然后，进行电路元件的选择和连接；最后，通过示波器观察输出波形，分析电路性能。
2. 运算放大器电路实训内容：利用运算放大器搭建非反相放大器、反相放大器、加法器、减法器等电路。
实训过程：选择合适的运算放大器型号，设计电路图，进行元件选择和连接；通过示波器观察输出波形，验证电路功能。
3. 滤波电路实训内容：搭建低通、高通、带通滤波电路，观察滤波效果。
实训过程：根据滤波需求，选择合适的滤波电路类型；进行元件选择和连接；通过示波器观察滤波效果，验证电路性能。
4. 整流电路实训内容：搭建全波整流、半波整流电路，观察整流效果。
实训过程：选择合适的整流元件，进行电路设计；通过示波器观察整流效果，验证电路性能。
5. 集成稳压器实训内容：搭建集成稳压器电路，观察稳压效果。
实训过程：选择合适的集成稳压器型号，进行电路设计；通过示波器观察稳压效果，验证电路性能。
四、实训结果与分析1. 基本放大电路实训结果表明，基本放大电路能够实现对输入信号的放大，但放大倍数和带宽受到电路元件的影响。
2. 运算放大器电路实训结果表明，运算放大器电路具有高输入阻抗、低输出阻抗、高增益等特点，能够实现多种功能。
集成电路仿真实验报告
集成光路仿真实验报告班级：电信1004姓名：梁建洋学号：1404100605使用OptiFDTD软件对输入波的安装实验步骤:1、创建布局（1）打开 OptiFDTD Waveguide Layout Designer。
创建新的项目，选择File > New.（2）点击 Profiles and Materials.在Materials 文件下，右击FDTD-Dielectric 文件，选择New.输入以下参数（如图所示），（3）点击Store.2、定义通道剖面（1）在 Profiles文件下, 右击 Channel 文件，选择New.输入以下参数定义通道剖面（如图所示）（2）点击 Add.3、定义晶片和波导的性质在Initial Properties对话框中，根据给定的参数输入。
4、创建 PBG 晶体构造（1）在Draw菜单下，选择PBG Crystal Structure.（2）在布局窗口点击，创建PBG 区域（3）设置 PBG 性质，双击在布局窗口的PBG Crystal Structure。
5、设置原子的性质（1）在 Atom Waveguide in Unit Cell, Add New, 从下拉菜单中选择 Elliptic Waveguide，选择 New.（2）在In Center, Offset, 输入以下参数（如图所示）（3）点击OK，关闭The Elliptic Waveguide Properties对话框（4）点击 OK ，关闭Crystal Lattic Properties对话框。
6、设置band solver 仿真参数。
（1）从 Simulation 菜单中，选择2D Band Solver Parameters.（2）输入以下参数（如图所示）（3）点击Run，开始 OptiFDTD_BandSolver实验心得：通过本次实验，我对OptiFDTD软件有了一个初步的了解。
集成电路实验报告
集成电路实验报告第一篇：集成电路实验报告集成电路实验报告班级：姓名：学号：指导老师：实验一：反相器的设计及反相器环的分析一、实验目的1、学习及掌握cadence图形输入及仿真方法；2、掌握基本反相器的原理与设计方法；3、掌握反相器电压传输特性曲线VTC的测试方法；4、分析电压传输特性曲线，确定五个关键电压VOH、VOL、VIH、VIL、VTH。
二、实验内容本次实验主要是利用 cadence 软件来设计一基本反相器(inverter)，并利用仿真工具Analog Artist(Spectre)来测试反相器的电压传输特性曲线(VTC，Voltage transfer characteristic curves)，并分析其五个关键电压:输出高电平VOH、输出低电平VOL、输入高电平VIH、输入低电平VIL、阈值电压 VTH。
三、实验步骤1.在cadence环境中绘制的反相器原理图如图所示。
2.在Analog Environment中，对反相器进行瞬态分析(tran)，仿真时间设置为4ns。
其输入输出波形如图所示。
分开查看：分析：反相器的输出波形在由低跳变到高和由高跳变到底时都会出现尖脉冲，而不是直接跳变。
其主要原因是由于MOS管栅极和漏极上存在覆盖电容，在输出信号变化时，由于电容储存的电荷不能发生突变，所以在信号跳变时覆盖电容仍会发生充放电现象，进而产生了如图所示的尖脉冲。
3.测试反相器的电压传输特性曲线，采用的是直流分析(DC),我们把输入信号修改为5V直流电源，如图所示。
4.然后对该直流电源从0V到5V进行线性扫描,进而得到电压传输特性曲线如图所示。
5.为反相器创建symbol，并调用连成反相器环，如图。
6.测量延时，对环形振荡器进行瞬态分析，仿真时间为4ns，bcd 节点的输出波形如图所示。
7.测量上升延时和下降延时。
(1)测量上升延时：可以利用计算器(calculator)delay函数来计算信号c与信号b间的上升延时和下降延时如图所示。
模电集成电路设计实训报告
一、实训背景随着信息技术的飞速发展，集成电路设计作为电子工程领域的关键技术之一，其重要性日益凸显。
为了提升学生在模拟电子技术（模电）领域的实践能力和设计水平，我们参加了为期两周的模电集成电路设计实训。
本次实训旨在通过实际操作和理论学习，使学生掌握模拟集成电路的基本设计方法、电路分析方法以及设计工具的使用。
二、实训目的1. 熟悉模拟集成电路的基本设计流程和步骤。
2. 掌握常用的模拟集成电路设计方法，如运算放大器、滤波器、稳压器等。
3. 学会使用电路仿真软件，如Multisim、LTspice等，进行电路仿真和分析。
4. 培养学生的动手能力和团队合作精神。
三、实训内容1. 模拟集成电路设计基础首先，我们对模拟集成电路设计的基本原理进行了深入学习。
包括模拟信号的基本概念、半导体器件的工作原理、电路分析方法等。
通过学习，我们了解了模拟集成电路设计的基本流程和步骤。
2. 运算放大器设计运算放大器是模拟集成电路设计中最为常见的电路之一。
在实训中，我们学习了运算放大器的电路结构、工作原理以及设计方法。
通过实际操作，我们设计并制作了一个简单的运算放大器电路，并使用Multisim软件进行了仿真验证。
3. 滤波器设计滤波器在信号处理领域有着广泛的应用。
我们学习了滤波器的基本原理和设计方法，包括低通、高通、带通和带阻滤波器。
在实训中，我们设计并制作了一个低通滤波器电路，并对其进行了仿真和分析。
4. 稳压器设计稳压器是模拟集成电路设计中用于提供稳定电压的电路。
我们学习了不同类型的稳压器，如线性稳压器、开关稳压器等。
在实训中，我们设计并制作了一个线性稳压器电路，并对其性能进行了测试。
5. 电路仿真与分析为了验证我们的设计，我们使用了Multisim软件对电路进行了仿真和分析。
通过仿真，我们能够直观地观察电路的性能，并根据仿真结果对电路进行调整和优化。
四、实训成果1. 设计并制作了多个模拟集成电路电路，包括运算放大器、滤波器、稳压器等。
集成电路实验(模拟)
例如:.AC DEC 10 1 10K (指从1到10KHZ范围,每个数量级取10点,交流小信号分析
③､瞬态分析:
瞬态分析是指计算的电路结果作为时间的函数｡
一般形式: .TRAN TSTEP TSTOP <TSTART <TMAX>> <UIC>
2､输入网表文件
输入网表(Netlist)文件主要由以下几部分组成:
3､电路元器件及模型描述
Hspice要求电路元器件名称必须以规定的字母开头,其后可以是任意数字或字母｡除了名称之外,还应指定该元器件所接节点编号和元件值｡
①､电阻,电容,电感等无源元件描述方式如下:
R1 1 2 10k (表示节点1与2间有电阻R1,阻值为10k欧)
Hspice中的激励源分为独立源和受控源两种,这里我们仅简单介绍独立源｡独立源有独立电压源和独立电流源两种,分别用V和I表示｡他们又分为直流源,交流小信号源和瞬态源,可以组合在一起使用｡
①､直流源
VX N+ N- DC VALUE
IX N+ N- DC VALUE
例如:VCC 1 0 DC 5v(表示节点1,0间加电压5v)
TYPE为指定的输出分析类型,如(DC);V(node)表示节点电压,I(node)表示节点电流,p(rload)表示在负载rload上的分析点的功耗｡
②､交流分析:
用于显示节点电压和支路电流的实部､虚部和相位｡
vi(node)表示节点电压的虚部,ip(node)表示节点电流的相位,vp(4,6)表示节点4､6间的相位角｡
TSETP为时间增量,TSTOP为终止时间,TSTART为初始时间(若不设定,则隐含值为0)
电子科技大学集成电路实验报告――模拟集成电路
电子科技大学集成电路实验报告――模拟集成电路CMOS模拟集成电路设计及HSPICE使用实验学时：4学时实验一CMOS工艺参数测量一、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kp,kn, p, n,Vtp,Vtn，为后续实验作准备。
二、实验内容：1）通过Hspice仿真，观察NMOS和PMOS管子的I-V特性曲线；2）对于给定长宽的MOSFET，通过Hspice仿真，测得几组栅-源电压、漏-源电压和漏-源电流数据，代入公式IDSn1WKn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS)，求得对应的工艺参数2Lkp,kn, p, n,Vtp,Vtn 。
三、实验结果：本实验中所测试的NMOS管、PMOS管L=1u，W由学号确定。
先确定W。
W等于学号的最后一位，若学号最后一位=0，则W=10u。
所以，本实验中所测试的NMOS管、PMOS管的尺寸为：（1）测0.5um下NMOS和PMOS管的I-V特性曲线所用工艺模型是TSMC 0.50um。
所测得的Vgs=1V时，NMOS管Vds从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vds=1.2V时，NMOS管Vgs从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vsg=1V时，PMOS管Vsd从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：所测得的Vsd=1.2V时，PMOS管Vsg从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为：（2）计算TSMC 0.50um工艺库下mos管对应的工艺参数测试NMOS管相关参数，Hspice中仿真用源文件（.sp文件）为：NOMS I-V Characteristic M1 OUT IN 0 0 CMOSn L=1U W=8U VIN IN 0 1 VOUT OUT 0 1.2.***** LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2 .PRINT DC I(M1).LIB “C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib"CMOS_MODELS .END所测得的NMOS管电流曲线为：所测的数据如下表：根据公式IDSn1Kn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS)，计算kn, n,Vtn，分别为：2Lkn 119 10-6, n 0.028,Vtn 1.37测试PMOS管相关参数，Hspice中仿真用源文件（.sp文件）为：POMS I-V CharacteristicM1 OUT IN Vdd Vdd CMOSP L=1U W=8UVIN Vdd IN 1 VOUT Vdd OUT 1.2.***** LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2.PRINT DC I(M2).LIB "C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib"CMOS_MODELS .END所测得的PMOS管电流曲线为：所测的数据如下表：计算TSMC 0.50um 工艺中pmos 参数pptp，分别为：Kp 54.89 10-6, p 0.017,Vtp 0.927综上所述，可得：四、思考题2）不同工艺，p, n不同。
模拟集成电路基础实验报告
实验报告课程（项目）名称：模拟集成电路基础一Multisim 7 的应用一．实验目的1. 学会使用电路仿真软件Multisim 7完成三种放大电路。
2.调电路参数观察对输出波形的影响。
3.放大电路的电压放大倍数、输出电阻的测量。
二、实验内容1. 共发射极放大电路（如下图）（1）调整和测试静态工作点调整直流稳压电源为12伏，接通电源，调整电位器RP, 用万用表测UCEQ=6V。
测量基极电阻（RP+Rb）并记录。
如图所示为直流电路，测得的基极电阻为1.138GOhm。
通过静态分析可得到静态工作点，锗三极管的Ubeq=0.2V,Ibq=1.037mA,共基电流直流传输系数为0.99, 共射电流直流传输系数为99，Icq=102.663 mA。
（2）计算电压放大倍数放大电路的输入端加有效值为5mv,频率10KHz的正弦波，观察输出波形是否失真。
记录输入、输出波形曲线，测量不失真时的输出电压，并计算电压放大倍数。
输出波形没有失真。
输入电压=9.995mv，输出电压=1.299V，放大倍数=129.96（3）观察放大电路最大不失真输出范围a.加大输入信号的幅值，观察到的最大不失真的输出电压的波形。
测量其峰峰值。
b．调节静态工作点，确立电路最大不失真电压范围，并指出最大饱和不失真电压值和最大截止不失真电压值。
加大输入信号的幅值为9.194mV，最大不失真的输出电压峰峰值=2.360V（4）观察静态工作点对的影响放大电路的输入端加有效值为5mv,频率10KHz的正弦波。
增大电位器RP 阻值为最大，观察输出波形出现何种失真，并记录输入、输出波形曲线。
减小电位器RP 阻值为最小，观察输出波形出现何种失真，并记录输入、输出波形曲线。
（5）测量放大电路的输出电阻不接RL时,U1=751.851mv接RL时,U2=392.90mvR0=(U1/U2-1)RL=2.73kohm2．共集电极放大电路（如下图）步骤及要求同共发射极放大电路（1）调整和测试静态工作点调整直流稳压电源为12伏，接通电源，调整电位器RP, 用万用表测UCEQ=6V。
北邮-模拟集成电路设计-CMOS-实验报告
模拟CMOS集成电路设计实验报告Synopsis电路仿真实验学院：电子工程学院班级：学号：姓名：指导教师：尹露目录实验一：共源极放大器性能分析 (4)一、实验目的 (4)二、实验内容 (4)三、实验步骤 (4)1. 启动软件 (4)2. 电路原理图绘制 (5)3. 电路仿真 (5)四、实验电路图 (6)五、频率特性曲线 (6)六、实验结果分析与结论 (8)1. 实验器件参数 (8)2. 实验条件 (8)3. 仿真结论 (9)实验二：各类共源极放大器特性分析 (10)一、实验目的 (10)二、实验内容 (10)三、实验步骤 (10)四、电路元件参数对放大电路的影响 (11)1. 实验电路图 (11)2. 测量输出电阻电路图 (12)3. 仿真结果 (13)4. 结果分析 (14)五、用二极管连接作为负载对放大电路的影响 (15)1. 实验电路图 (15)2. 测量输出电阻电路图 (16)3. 仿真结果 (17)4. 结果分析 (18)六、电流源作为负载对放大电路的影响 (18)1. 实验电路图 (19)2. 输出电阻电路图 (20)3. 仿真结果 (20)4. 结果分析 (21)七、共源极作为负载对放大电路的影响 (21)1. 实验电路图 (22)2. 输出电阻电路图 (22)3. 仿真结果 (23)4. 结果分析 (24)实验三：差分放大器设计 (25)一、实验目的 (25)二、实验准备 (25)三、差分放大器的设计方法 (25)四、电路的设计要点 (25)五、实验内容 (26)六、实验步骤 (26)七、实验原理图 (26)八、实验电路图 (27)九、实验结果 (28)1. 幅频特性曲线 (28)2. 不同MOS管宽长比和电阻对应放大倍数 (29)3. 结果分析 (30)十、遇到的问题与解决方法 (31)十一、实验总结与感受 (31)实验一：共源极放大器性能分析一、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。
模拟集成电路实践小结
实践模拟集成电路是电子工程或相关专业学生在课程中常常会进行的一项实验。
以下是一份可能的模拟集成电路实践小结：---实验名称：模拟集成电路实践实验目的：通过搭建和测试模拟集成电路电路，理解模拟电路的基本工作原理，培养实际操作和问题解决的能力。
实验内容：1. 电路设计：根据实验要求，设计模拟集成电路电路图。
选择合适的器件和参数，保证电路正常工作。
2. 电路搭建：使用实验箱和各种电子元器件，按照设计图搭建电路。
注意连接的准确性和电路的整体布局。
3. 电路调试：逐步进行电路调试，确保各部分电路的正常工作。
通过测量电压、电流等参数，发现并解决问题。
4. 性能测试：运行电路，观察各部分电路的性能。
通过示波器、多用表等仪器检测信号波形和频率等参数。
5. 数据记录与分析：记录实验中的关键数据，包括电压、电流、频率等。
进行数据分析，比较实验结果与理论设计的差异。
实验心得：通过这次模拟集成电路实践，我深刻理解了模拟电路的设计和调试过程。
在搭建电路的过程中，我学到了如何正确选择电子元器件，确保电路的稳定运行。
调试过程中，遇到了一些问题，但通过查阅资料、请教老师和同学，逐步解决了这些问题。
这次实践让我对电子电路的理论知识有了更深入的理解，并培养了我的动手能力和问题解决能力。
总结：模拟集成电路实践是一次非常有益的实验，通过亲自动手搭建和调试电路，使我更加熟悉了课堂学到的理论知识。
在实践中，我不仅提高了电路搭建和调试的能力，还培养了独立解决问题的能力。
这次实验让我更加深入地了解了模拟电路的运作原理，为今后的学习和工作奠定了坚实的基础。
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。
模拟cmos集成电路实验报告
模拟CMOS集成电路设计实验报告反相器原理图设计学院机械与电子工程学院班级学号姓名指导老师报告时间 2015.6.2一、实验目的1.学会创建模型库和单元视图2.了解schematic 设计环境3.学会如何画反相器原理图二、实验内容和步骤1 调用candence 软件运行虚拟机直接点击三角形运行的图标然后输入icfb命令调用candence软件，此时会弹出CIW 窗口2 创建工作路径库与单元视图进入candence 后点击CIW 窗口的file—new—library，此时弹出对话窗口如下图，Name栏输入库文件名myfxq，右侧Technology File栏选择第二个。
点击OK 弹出如下窗口，这时让你选择工艺库的我们选择sto2 这个工艺库点击OK 弹出窗口中在library中可以看到我们自己建的模型库myfxq。
选中自己建好的模型库然后点击上面的File—cellview 弹出如下图窗口library name 栏不用改，cell name 栏可以自定义toll栏选择第一个则view name 栏自动为schematic。
点击OK 就弹出Schematic Editing 窗口到此单元视图也建好了。
3 画原理图⑴画原理图之前先了解以下几个快捷键：i----插入元器件w----连线p----插入输入输出引脚q----查看器件属性f----调节合适的窗口c----复制u----撤销m----移动器件del----删除⑵添加元件n管p管的添加在Schematic Editing 窗口中按下快捷键i 弹出窗口如下图点击Browse弹出Library Browse进行p管添加，再对p 管属性设置的窗口如下图，这里Total Width 设为1.4uM其它不变。
点击Hide此时鼠标箭头上就有了p管的symbol，n管的插入和p管类似，把n管的Length 改为550nm,total width为700nm。
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。
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CMOS放大器设计实验报告
一、实验目的
1.培养学生分析、解决问题的综合能力；
2.熟悉计算机进行集成电路辅助设计的流程；
3.学会适应cadence设计工具；
4.掌握模拟电路仿真方法
6.掌握电子电路、电子芯片底层版图设计原则和方法；
7.掌握使用计算机对电路、电子器件进行参数提取及功能模拟的过程；
8.熟悉设计验证流程和方法。
二、实验原理
单级差分放大器结构如下图所示：
在电路结构中，M2和M3组成了NMOS差分输入对，差分输入与单端输入相比可以有效抑制共模信号干扰；M0和M1电流镜为有源负载，可将差分输入转化为单端输出；M5管提供恒定的偏置电流。
三、实验要求
设计电路使得其达到以下指标：
1.供电电压：VDD 3.3V GND 0V
2.输入信号：正弦差分信号
3.共模电压范围为1V
4.差分模值范围1 mV ~100 mV
5．输出信号：正弦信号
6.摆率大于10V/μs(C L=5pF)
7.−3dB带宽大于100KHz(C L=5pF)
8.幅值增益：40dB
9.相位裕度：≥60°
10.功耗：≤1mW
11.工作温度：0℃~85℃
四、差分放大器分析
1、直流分析
为了使电路正常工作，电路中的MOS管都应处于饱和状态。
1.1 M2管的饱和条件:
V DS2≥V GS2−V TN
V OUT−V S1≥V IC−0.5V ID−V S1−V TN
V OUT≥V IC−V TN
1.2 M4管的饱和条件:
V SD4≥V SG4−V TP
V DD−V OUT≥V SG4−V TP
V OUT≤V DD−V SG4+V TP
2.小信号分析
小信号模型如下：
由图可得：
2．1 增益分析
i out =
g m1g m3r p1
1+g m3r p1v gs1
−g m2v gs2
≈g m1v gs1−g m2v gs2=g md v id
其中
g m1=g m2=g md ,r p1=r ds1||r ds3
C =r ds2||r ds4 A V =V OUT V I
D =g md
g ds2+g ds4
A V =V OUT V ID =(K 1I SS W 1L 1⁄)12⁄(λ2+λ4)(I SS /2)=2λ2+λ4(K 1W 1I SS L 1
)1/2
2.2 频率响应分析
由小信号模型易知：
ω1≈
g ds2+g ds4
C
其中
C =C BD2+C BD4+C GB2+C L
3．电路参数计算 3．1确定电流
根据摆率指标：
SR ≥10V/μs(C L =5pF)
SR =I SS C L ⁄ I SS ≥50μA
根据功耗指标易知：
I SS ≤250μA
根据带宽指标：
f −3dB ≥100KHz(C L =5pF )
ω−3dB =1R OUT C L ⁄ R OUT ≤318KΩ
R OUT =2
(λN +λP )I S S
I SS ≥70μA
综上，取:
I SS =200μA
3.2宽长比的确定
M4与M5：电流源提供的电流为50μA ，参数设为L 4=1μM,W 4=2μM ，根据电流镜原理，可以算出L 5=1μM,W 8=8μM
M2与M3：
100=g m1R OUT =
g m1
g ds2+g ds4
带入数据可得
W 2L 2=W 3
L 3
=18.4 取值为20，则取L =360n,W =7.2u
M0与M1：这两个PMOS 管对交流性能影响不大，只要使其下方的管子正常开启即可，
实验中取值：
L0=L1=360nM W0=W1=1μM
五、仿真结果
1、幅频特性
设置激励如下：
进行ac仿真，仿真结果如下：
增益AV=41.66dB，f−3dB=189.5KHz，相位裕度为89.91°，满足指标要求。
2、摆率仿真
仿真结果如下：
得到：SR=3.286V
0.198μs
=18.82×106V/s满足指标要求。
3、共模电压范围仿真
为了测试共模电压范围，我们调整直流工作点分别在直流工作点为1.15V和2.15V是进行仿真。
3.1 直流工作点1.15V时，仿真结果如下
增益AV=42.42dB，f−3dB=108.7KHz，相位裕度为89.91°，满足指标要求。
3.2 直流工作点2.15V时，仿真结果如下
增益AV=40.99dB，f−3dB=171.7KHz，相位裕度为89.94°，满足指标要求。
4、差分模值范围
可以看到，放大器性能没有发生大的变化，满足要求
以上所有仿真中功率都明显小于1mw；综上，放大器大的所有指标在前仿中满足要求。
六、版图的绘制
由电路图绘制版图如下：
由于电容所占面积较大，考虑电容时版图如下：
版图绘制完成后，通过DRC检查，以及LVS验证，然后进行RCX参数提取，而后进行后仿。
提取RCX如下：
七、后仿结果
1、幅频特性
设置激励如下：
进行ac仿真，仿真结果如下：
增益AV=41.66dB，f−3dB=189.5KHz，相位裕度为89.98°，满足指标要求。
2、摆率仿真
通过加入方波激励进行测试摆率
仿真结果如下：
得到：SR=
3.3V
0.209μs
=15.79×106V/s满足指标要求。
3、共模电压范围仿真
为了测试共模电压范围，我们调整直流工作点分别在直流工作点为1.15V和2.15V是进行仿真。
3.1直流工作点1.15V时，仿真结果如下
增益AV=43.1dB，f−3dB=144.5KHz，相位裕度为90.02°，满足指标要求。
3.2 直流工作点2.15V时，仿真结果如下
增益AV=40.23dB，f−3dB=294.8Hz，相位裕度为89.72°，满足指标要求。
3.3差分模值范围
将输入信号按如下表格设置：
增益AV=41.8dB，f−3dB=244.3KHz，相位裕度为89.5°，满足指标要求。
综上，放大器在后仿中也满足指标要求。
八、总结
通过使用cadence软件设计仿真CMOS放大器，让我熟悉了使用计算机进行集成电路辅助设计的流程；在调节电路参数时有复习巩固了CMOS放大器的相关知识，受益匪浅。
11。