实验一 MOS管的基本特性.docx

1、实验一 MOS管的基本特性实验一 MOS管的基本特性一、实验目的1、熟练掌握仿真工具Hspice相关语法；2、熟练掌握MOS管基本特性；二、实验内容及要求1、熟悉Hspice仿真工具；2、使用Hspice仿真MOS的输出特性，当VGs从05V变化，Vds分别从1V、2V、3V、4V和5V时的输出特性曲线；三、实验记录pmos .TEMP 25.0000 .option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold.lib gd018.l TT* - Voltage Sources -vdd s 0 dc=-1.8vvgs g s 0vds d s dc=-0.9V *

2、 - Inverter Subcircuit -Mpmos d g s s PCH W=30U L=6U* - Transient Analysis -.dc vds 0 -1.8 -0.01 SWEEP vgs 0 -1.8 -0.2.print dc v(d) i(Mpmos) .end仿真结果修改宽长比（红色部分为修改部分）.TEMP 25.0000 .option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold.lib gd018.l TT* - Voltage Sources -vdd s 0 dc=-1.8vvgs g s 0vds d s dc=-0.9V

3、 * - Inverter Subcircuit -Mpmos d g s s PCH W=50U L=20U* - Transient Analysis -.dc vds 0 -1.8 -0.01 SWEEP vgs 0 -1.8 -0.2.print dc v(d) i(Mpmos) .end在反相器中，宽长比会影响pmos管的上升时间，而宽长比决定于后级负载的大小，负载大时，宽长比就大，因此从宽长比的大小也和pmos的延时有关。四、实验中遇到的问题和不足 对网表不熟悉，导致在修改网表是出现错误，对仿真过程也不太清楚，所以实验过程比较艰难。五、实验总结和收获 在反相器中，宽长比会影响pmo

4、s管的上升时间，而宽长比决定于后级负载的大小，负载大时，宽长比就大，因此从宽长比的大小也和pmos的延时有关。 实验二 CMOS反相器的SPICE分析一、实验目的1.研究宽长比对反相器的直流特性和交流特性的影响2.研究环形振荡器的特性二、实验记录单个反相器*AC Analysis for Ring Oscillator (RO).TEMP 25.0000 .option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold.lib gd018.l TT* - Voltage Sources -vdd VDD 0 dc=1.8* We dont need input volta

5、ge this time*vin vi 0 PULSE(0 1.8 0ns 0.5ns 0.5ns 5ns 10ns)* - Inverter Subcircuit -Mpmos1 vo1 vi1 VDD VDD PCH W=30U L=6UMnmos1 vo1 vi1 GND GND NCH W=30U L=6U* - Transient Analysis -.OPTIONS POST.ic v(vi1)=0 .tran 0.01ns 1000ns.end改变nmos的宽长比使得（W/L）p:(W/L)n=5:2,即完全对称*AC Analysis for Ring Oscillator (

6、RO).TEMP 25.0000 .option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold.lib gd018.l TT* - Voltage Sources -vdd VDD 0 dc=1.8* We dont need input voltage this time*vin vi 0 PULSE(0 1.8 0ns 0.5ns 0.5ns 5ns 10ns)* - Inverter Subcircuit -Mpmos1 vo1 vi1 VDD VDD PCH W=30U L=6UMnmos1 vo1 vi1 GND GND NCH W=20U L=10U* -

7、 Transient Analysis -.OPTIONS POST.ic v(vi1)=0 .tran 0.01ns 1000ns.end环形振荡器（5个反相器级联）*AC Analysis for Ring Oscillator (RO).TEMP 25.0000 .option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingold.lib gd018.l TT* - Voltage Sources -vdd VDD 0 dc=1.8*We dont need input voltage this time*vin vi 0 PULSE(0 1.8 0ns 0.5ns 0

8、.5ns 5ns 10ns)* - Inverter Subcircuit -Mpmos1 vo1 vi1 VDD VDD PCH W=30U L=6UMnmos1 vo1 vi1 GND GND NCH W=20U L=10U* - Inverter Subcircuit -Mpmos2 vo2 vo1 VDD VDD PCH W=30U L=6UMnmos2 vo2 vo1 GND GND NCH W=30U L=6U* - Inverter Subcircuit -Mpmos3 vi1 vo2 VDD VDD PCH W=30U L=6UMnmos3 vi1 vo2 GND GND NC

9、H W=20U L=6U* - Inverter Subcircuit -Mpmos4 vi1 vi1 VDD VDD PCH W=20U L=6UMnmos4 vi1 vi1 GND GND NCH W=10U L=6U* - Inverter Subcircuit -Mpmos5 vo2 vi1 VDD VDD PCH W=30U L=6UMnmos5 vo2 vi1 GND GND NCH W=30U L=6U* - Transient Analysis -.OPTIONS POST.ic v(vi1)=0 .tran 0.01ns 1000ns.end三、实验中遇到的问题和不足 对振荡器的结构不熟悉，所以开始时将6个反相器做了级联，导致实验结果出错四、实验总结 1、环形振荡器的原理：环形振荡器是利用门电路的固有传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而成，该电路没有稳态。因为在静态（假定没有振荡时）下任何一个反相器的输入和输出都不可能稳定在高电平或低电平，只能处于高、低电平之间，处于放大状态。 2、两种反相器（非对称和完全对称）直流特性存在很大的区别，对称反相器的电流达到稳定输出状态的速度明显比非对称反相器快，这是因为对称反相器的延时比非对称反相器的延时短。