模电设计-电流镜负载的差分放大器

模拟集成电路课程设计报告电流镜负载的差分放大器

摘要:

差分放大器是最重要的电路发明之一，它可以追溯到真空管时代。有于差动放大具有很多有用的特性，像对差模输入信号的放大作用和对共模输入信号的抑制作用，所以它已经成为当代高性能模拟电路和混合信号电路的主要选择。电流源在差分放大器中广泛应用，电流源起一个大电阻的作用，但不消耗过多的电压余度。在模拟电路中，电流源的设计是基于对基准电流的“复制”，稳定的基准电流则由一个相对复杂的电路来产生。在电流镜中，只需调整MOS管的W/L就能获得不同的、精确的复制电流。在本课程设计中，将根据典型电流镜负载差动对中，增益、带宽与MOS管W/L之间的关系，获得满足要求的放大器。

一.设计目标 ................................................................................................................................ - 1 - 二．单个MOS管的的特性 ...................................................................................................... - 2 -

2.1 、NMOS特性仿真...................................................................................................... - 2 -

2.2 、PMOS特性仿真 ...................................................................................................... - 4 - 三．电路设计与参数推导.......................................................................................................... - 6 -

3.1电路设计：.................................................................................................................... - 6 -

3.2手工推导参数................................................................................................................ - 7 - 四．差分放大器仿真 ................................................................................................................. - 9 -

4.1、HSPICE仿真：......................................................................................................... - 9 -

4.2、器件参数修改........................................................................................................... - 10 -

4.3 仿真波形..................................................................................................................... - 12 -

4.2、共模电平的范围：................................................................................................... - 13 -

4.3 数据对比..................................................................................................................... - 16 -

五.总结 ...................................................................................................................................... - 17 -

一.设计目标

设计一款差分放大器，要求满足性能指标：

● 负载电容pF C L 1=

● V VDD 5=

● 对管的m 取4的倍数

● 低频开环增益>100

● GBW(增益带宽积)>30MHz

● 输入共模范围>3V

● 功耗、面积尽量小

参考电路图：

二．单个MOS管的的特性

MOS管是金属(metal)—氧化物(oxid)—半导体(semiconductor)你场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

2.1 、NMOS特性仿真

电路图如下：

HSPICE仿真:

* Project NMOS

* Innoveda Wirelist Created with Version 6.3.5

* Inifile :

* Options : -h -d -n -m -z -x -c6

* Levels :

*

.prot

.lib 'D:\ePD\05model\05model\h05hvcddtt09v01.lib' tt