二级运算放大器.docx
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二级运算放大器
哈尔滨理工大学
软件学院
模拟IC课程设计报告
课程模拟IC设计
题目二级运算放大器
专业集成电路设计与集成
班级集成10-2班
学生唐贝贝
学号1014020227
指导老师陆学斌
2013年6月14日
1.课程设计目的…………………………………………………
2.课程设计题目描述和要求……………………………………
3.课程设计具体内容……………………………………………
3.1设计过程分析……………………………………………
3.2使用软件…………………………………………………
3.3原理图……………………………………………………
3.4仿真网表…………………………………………………
3.5波形分析…………………………………………………
4.心得体会………………………………………………………
一、课程设计目的
1.熟悉并掌握Hspice与cosmosScope软件的使用。
2.熟练应用Hspice仿真网表并修改分析网表,学会用comosScope查看分析波形。
3.锻炼学生独立完成二级运算放大器的能力。
4.在扎实的基础上强化实践能力,把模拟IC理论实践化。
二、课程设计题目描述和要求
设计指标:
静态功耗:
小于5mw
开环增益:
大于70dB
单位增益带宽大于5MHz
相位裕量:
大于60度
转换速率(SR)大于20V/us
共模抑制比:
大于60dB
电源抑制比:
大于70dB
输入失调:
小于1mV
负载电容:
2-4pF
要求:
1、手工计算出每个晶体管的宽长比。
通过仿真验证设计是否正确,保证每个晶体管的正常工作状态。
2、使用Hspice工具得到电路相关参数仿真结果,包括:
幅频和相频特性(低频增益,相位裕度,单位增益带宽)、CMRR、PSRR、共模输入输出范围、SR等。
3、每个学生应该独立完成电路设计,设计指标比较开放,如果出现雷同按不及格处理。
4、完成课程设计报告的同时需要提交仿真文件,包括所有仿真电路的网表,仿真结果。
5、相关问题参考教材第六章,仿真问题请查看HSPICE手册。
三、课程设计具体内容
3.1理论计算:
3.2原理图
*sourceAMPLIFIER
M_M1gVIN1ceNVPL=1uW=3u
M_M2hVIN2ceNVPL=1uW=3u
M_M3gg00NVNL=1uW=5u
M_M4hg00NVNL=1uW=5u
M_M5cdeeNVPL=1uW=20u
M_M6VOUTh00NVNL=1uW=16u
M_M7VOUTdeeNVPL=1uw=30u
M_M8ddeeNVPL=1uW=10u
M_M9adeeNVPL=1uW=10u
M_M10daf0NVNL=1uW=10u
M_M11aab0NVNL=1uW=10u
M_M12fbk0NVNL=1uw=10u
M_M13bb00NVNL=1uW=10u
V_vin1VIN10DC2.5Vdc
R_R2hm4
V_vin2VIN20DC2.5VdcAC1Vac
V_VDDe05Vdc
C_CcVOUTm0.9p
C_CL0VOUT2p
R_Rs0k1.5k
.lib'c:
\lib\h05hvcddtt09v01.lib'tt
.acdec1011g*sweepx0.5u200u1u
*.dcV_VDD050.1
*.acdec1000.1100meg
.end
管子饱和情况
3.3输入输出波形,结果及分析
增益:
71.207;单位增益带宽:
5.9396M;相位裕度:
61.106
共模输入范围:
网表如下:
*sourceAMPLIFIER
M_M1gVIN1ceNVPL=1uW=3u
M_M2hVIN2ceNVPL=1uW=3u
M_M3gg00NVNL=1uW=5u
M_M4hg00NVNL=1uW=5u
M_M5cdeeNVPL=1uW=20u
M_M6VOUTh00NVNL=1uW=16u
M_M7VOUTdeeNVPL=1uw=30u
M_M8ddeeNVPL=1uW=10u
M_M9adeeNVPL=1uW=10u
M_M10daf0NVNL=1uW=10u
M_M11aab0NVNL=1uW=10u
M_M12fbk0NVNL=1uw=10u
M_M13bb00NVNL=1uW=10u
V_vin1VIN1VOUT
R_R2hm4
V_vin2VIN20DC2.5Vdc
*V_v1x02.5Vdc
V_VDDe05Vdc
C_CcVOUTm0.5p
C_CL0VOUT2p
R_Rs0k1.5k
.lib'c:
\lib\h05hvcddtt09v01.lib'tt
*.acdec1011g
.dcV_vin2050.1
*.acdec1000.1100meg
*.tran10n60u
.end
共模抑制比:
网表如下:
*sourceAMPLIFIER
M_M1gVIN1ceNVPL=1uW=3u
M_M2hVIN2ceNVPL=1uW=3u
M_M3gg00NVNL=1uW=5u
M_M4hg00NVNL=1uW=5u
M_M5cdeeNVPL=1uW=20u
M_M6VOUTh00NVNL=1uW=16u
M_M7VOUTdeeNVPL=1uw=30u
M_M8ddeeNVPL=1uW=10u
M_M9adeeNVPL=1uW=10u
M_M10daf0NVNL=1uW=10u
M_M11aab0NVNL=1uW=10u
M_M12fbk0NVNL=1uw=10u
M_M13bb00NVNL=1uW=10u
V_vin1VIN1VOUTAC1Vac
R_R2hm4
V_vin2VIN2xAC1Vac
V_v1x02.5Vdc
V_VDDe05Vdc
C_CcVOUTm0.5p
C_CL0VOUT2p
R_Rs0k1.5k
.lib'c:
\lib\h05hvcddtt09v01.lib'tt
*.acdec1011g
*.dcV_VDD050.1
.acdec1000.1100meg
*.tran10n60u
.end
摆率:
网表如下:
*sourceAMPLIFIER
M_M1gVIN1ceNVPL=1uW=3u
M_M2hVIN2ceNVPL=1uW=3u
M_M3gg00NVNL=1uW=5u
M_M4hg00NVNL=1uW=5u
M_M5cdeeNVPL=1uW=20u
M_M6VOUTh00NVNL=1uW=16u
M_M7VOUTdeeNVPL=1uw=30u
M_M8ddeeNVPL=1uW=10u
M_M9adeeNVPL=1uW=10u
M_M10daf0NVNL=1uW=10u
M_M11aab0NVNL=1uW=10u
M_M12fbk0NVNL=1uw=10u
M_M13bb00NVNL=1uW=10u
V_vin1VIN1VOUT
R_R2hm4
V_vin2VIN20pulse500n1n1n5u10u
*V_v1x02.5Vdc
V_VDDe05Vdc
C_CcVOUTm0.5p
C_CL0VOUT2p
R_Rs0k1.5k
.lib'c:
\lib\h05hvcddtt09v01.lib'tt
*.acdec1011g
*.dcV_VDD050.1
*.acdec1000.1100meg
.tran10n60u
.end
4.心得体会
通过这次微电子课程设计的实践,我认识到了自己的很多不足和缺点。
刚一开始对理论计算根本无从着手。
认识到自己的不足之后,我开始认真的看书、计算、分析,之前从来没这么专研过,所以我开始认识到自己最大的缺点:
不求甚解。
当然仅仅看书时不能完全看明白的,通过与同学们的讨论,老师的耐心点播,我终于把该课程设计内容搞懂了,设计出来了。
或许我的设计不是最优的,但我肯定是最勤奋的人之一。
这次课程设计之后,我会改掉自己的缺点,及时发现自己的不足,把时间更多的用在比如学习这种最有意义的事情上。