两级放大器.docx

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两级放大器

两级CMOS运算放大器设计

一：

实验目的：

1.会运用Cadence设计工具。

熟悉计算机进行集成电路进行辅助设计的流程。

2．掌握模拟电路仿真方法、掌握电子电路、电子器件芯片底层版图的设计规则和方法。

3.掌握用计算机对电路、电子器件进行参数提取及功能模拟的过程。

实验软件：

Cadence-Virtuoso;Cadence-Assura.

二：

设计指标要求：

电源电压为3.3V，共模电压范围是1V，差分幅值范围是1m~100mV，负载电容是10pF，压摆率大于10/us，单位增益带宽是5MHz。

幅值增益是70dB，相位欲度大于60度，功耗小于2mW，工作温度为0到85°之间。

三：

实验过程及仿真，版图

首先，利用CadenceVirtuoso搭建单级CMOS放大器，采用共源级结构，以电流镜作为负载，原理图如下图所示

单级CMOS放大器原理图

利用spectre对该电路进行小信号仿真，得到它的增益，带宽和相位裕度如下列图所示

单级CMOS放大器的小信号增益（56.5dB）

单级CMOS放大器-3dB带宽（2.92k）

单级CMOS放大器相位裕度（89.32°）

对该单级放大器输入方波信号，得到其摆率如下图所示

单级CMOS放大器摆率（65.74*106μV/s）

应用virtuoso绘制该单级放大器版图，如下图所示

单级放大器版图

对上面提到的版图做rcx后提取，得到下图

单级CMOS放大器rcx提取网表

绘制两级CMOS运算放大器的原理图如下图所示，含米勒电容和调零电阻

两级CMOS运算放大器的原理图

对两级CMOS运算放大器进行小信号仿真，得到其增益，带宽和相位裕度如下列图所示

两级CMOS运算放大器的增益（75.0dB）

两级CMOS运算放大器的-3dB带宽（1.084M）

两级CMOS运算放大器的相位裕度（68°）

两级CMOS运算放大器的单位增益带宽（7.244M）

对该CMOS两级运算放大器输入方波信号，得到其摆率如下图所示

两级CMOS运算放大器的摆率

应用virtuoso绘制该CMOS两级运算放大器版图，如下图所示

CMOS两级运算放大器版图

对上面提到的版图做rcx后提取，得到下图

两级CMOS运算放大器版图

对单级CMOS放大器rcx网表进行仿真，得到其性能指标如下列图所示

单级CMOS放大器后仿真增益（51.5dB）

单级CMOS放大器后仿真-3dB带宽（8.624k）

单级CMOS放大器后仿真相位裕度（70.5°）

对该单级放大器的rcx网表输入方波信号，得到其摆率如下图所示

单级CMOS放大器后仿真摆率（13.03*106μV/s）