模拟CMOS共源放大器.docx

1、模拟CMOS共源放大器华侨大学电子工程系集成电路设计与分析实验B（模拟集成电路分析与设计课程实验）实验（四）单级电流源负载共源放大器设计华侨大学厦门专用集成电路系统重点实验室-2011-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

2、拟电路的分析方法。集成电路分析与设计实验B（四）教学任务电流源负载共源放大器设计学时2教学目标专业能力： 1.熟练掌握原理图编辑软件的使用2.使用设计参数进行电路设计3.熟练掌握共源放大器的设计方法教学内容1. Cadence ADE5.1.41进行共源放大器设计2. Cadence ADE5.1.41进行电路性能分析重点电流源负载的共源放大器设计难点电流源负载的共源放大器设计第一部分 单级共源放大器设计已知：VDD=3.3V， I=100uA要求：Av30dB , 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，2

3、.估算共源放大器增益由此可知，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输出节点的静态工作点3.验证增益是否满足设计要求：查表1.2可知，此时NMOS的，PMOS4.估算器件宽长比，查表1可知： 二、仿真验证：1.静态工作点仿真结果如图2.2所示，仿真结果显示，需要微调器件的宽长比满足静态工作点要求：（如将NMOS 9/1调成9.3/1将输出点电压下移） 2输出电压摆幅仿真结果如图2.3所示：设

4、置仿真时不需要从0扫到VDD，只需要在静态工作点附近（注意start-stop和center-span区别）3.跨导，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）如下图所示：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选择完成后，计算器中如下所示：最终需要将其显示出来：在ADE中OUTPUTs选择Setup如下图所示：选择Get Expression选择OK后

5、，该波形将进行数学处理（本例：微分处理）显示出来：点击Plot Outputs将显示处理完的波形，本例为跨导：输入为900mV时跨导为320uA/V。4.输出电阻，所以先对I1进行DC分析，扫描出Vout的曲线，然后对Vout曲线进行微分，得出输出电阻曲线：5.增益对共源放大器进行AC分析（详见实验2）实际放大倍数为70倍，等效37dB.dB=20*log(放大倍数)，如100倍=40dB,1000倍=60dB思考题1：在上述方案中Av=37dB远大于预定值30dB，如何通过调整参数的方法和步骤使Av接近于目标值，从而获得更大的带宽？三、重新估算以下电路，并仿真验证已知：VDD=3.3V， I=100uA要求：Av30dB , 输出摆幅1V实验要求：课堂实验要求完成一、二部分，并检查第三部分可以课后完成。实验报告电子版提交，包含第一部分、第二部分和第三部分。提交时以附件形式请发至以下邮箱：（实验登记以本邮箱为准，发至其他邮箱不予登记）hww19830214邮件题目请标注个人学号和实验名称。实验报告电子版请用Word完成，仅支持Word2003版本.doc格式。使用Word2007的同学请将文件转换成Word2003能够打开的格式。附件名称请按以下格式：姓名-学号-实验名称.doc。因命名原因找不到附件造成漏登记，责任自负。