共源共栅放大器实验报告
- 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0
M2
MN1
V OUT
M1
MP1
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
0vcc
V 2
0.6535Vd c R12k
2
1
0vb3
0MN1
W = 104.5u L = 2u
vb2
V 4
4.88Vd c
V 5
0.904V dc
vb1
vou t
MP 2
W = 179.5u L = 2u
V 3
5.13Vd c
vb1
MN2
W = 92.7u L = 2u
vb2
V 6
6Vd c
vb3
0V 1
FRE Q = 1k
V AM PL = 15m V OFF = 0
A C = 1vcc
MP 1
W = 205u
L = 2u
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
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
0PARAMETER S:
w = 10u
0vb1
VDB
MN1
W = 104.5u L = 2u
R12k
2
1
0MP 2
W = 179.5u L = 2u
V 4
4.88Vd c
vb3
V 7
3Vd c
V 5
0.904V d c
vb3
vb2
V 3
5.13Vd c
vb1
V 6
6Vd c
vcc
MN2
W = 92.7u L = 2u
vou t
vcc
V 2
0.6535V dc vb2
V 1
FRE Q = 1k
V AM PL = 15m V OFF = 0
A C = 1MP 1
W = 205u L = 2u
得到F3db=494.613khz
改变gm1时,
当w1变从205u变为204u时
F3db=414.795khz
当w1变从205u变为206u时
改变gm2时,
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
改变gm3时,
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