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1、简单跨导放大器分析 HSPICE分析实例 电路与网表 指标分析 偏置电流与功耗、开环增益、GBW与相位裕度、 压摆率、Swing Range、失调、噪声、工艺 corner分析、温度特性分析等 v_vp vdd 0 5v r_rz vo1 n_0001 rzv c_cc n_0001 vo ccv c_cl 0 vo clv c_cb 0 vb 10p r_rb vb vdd 100k m_u2 vo1 vip n_0002 0 nenh l=0.6u w=12u m=2 m_m1 n_0003 n_0003 vdd vdd penh l=2u w=12u m=2 m_m3 vo vo1 vd
2、d vdd penh l=0.6u w=12u m=8 m_u1 n_0003 vin n_0002 0 nenh l=0.6u w=12u m=2 m_u4 vo vb 0 0 nenh l=5u w=12u m=8 m_u5 vb vb 0 0 nenh l=5u w=12u m=1 m_u3 n_0002 vb 0 0 nenh l=5u w=12u m=4 m_m2 vo1 n_0003 vdd vdd penh l=2u w=12u m=2 存在文件 中 1、工作点分析、工作点分析Hspice执行网表（执行网表（otas1.sp) .title ota operation poin
3、t and ac analysis .options post nomod .param rzv=1k ccv=1p clv=1p .prot . lib LIB_PATHcz6h_v28.lib tt .unprot .inc NETLIST_PATH V_Vac vin 0 DC 2.5V AC 1V 0 V_Vdc vip 0 2.5V *.probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo) .op *.ac dec 10 1k 1g .end 工作点分析工作点分析 浏览并分析.lis文件的内容 .prot与.unprot使用将使得其中的内容不在.lis中出现 用oper查找，即可
4、找到operating point information这 一段，可看到电路各节点的电压、各元件的工作状态 注意此时vo=4.8967 对于提供电源的电压源v_vp，注意其功耗就是电路功 耗，因此可查得电路功耗为2.3596mW 对于MOS管，注意各参量的含义：region、id、vgs、 vds、vth、vdsat、gm、gmb、gds可查得流过 M_U3的偏置电流为140uA，并注意到M_M3的region 为Linear 2、直流扫描分析、直流扫描分析(otas2.sp) Ota simulationOta simulation .prot.prot .lib LIB_PATH.lib
5、 LIB_PATH cz6h_v28.libcz6h_v28.lib tt tt .unprot.unprot .option post probe.option post probe .para rzv=1k ccv=1p clv=1p.para rzv=1k ccv=1p clv=1p .inc NETLIST_PATH.inc NETLIST_PATH V_Vac vin 0 DC 2.5V AC 1V 0V_Vac vin 0 DC 2.5V AC 1V 0 V_Vdc vip 0 2.5VV_Vdc vip 0 2.5V .print dc v(vo1) v(vo).print d
6、c v(vo1) v(vo) .op.op .dc v_vdc 2.45 2.55 0.001.dc v_vdc 2.45 2.55 0.001 .end.end 粗扫 直流扫描分析 vo vo1 dvo 对vo求导 小信号增益 Gain = d(vo)/d(v_vdc) 确定精扫扫描范围 直流扫描分析直流扫描分析 Ota simulationOta simulation .prot.prot .lib LIB_PATH.lib LIB_PATH cz6h_v28.libcz6h_v28.lib tt tt .unprot.unprot .option post probe.option po
7、st probe .para rzv=1k ccv=1p clv=1p.para rzv=1k ccv=1p clv=1p .inc NETLIST_PATH.inc NETLIST_PATH V_Vac vin 0 DC 2.5V AC 1V 0V_Vac vin 0 DC 2.5V AC 1V 0 V_Vdc vip 0 2.5VV_Vdc vip 0 2.5V .print dc v(vo1) v(vo).print dc v(vo1) v(vo) .op.op .dc v_vdc 2.484 2.494 0.0001.dc v_vdc 2.484 2.494 0.0001 .end.
8、end 精扫 直流扫描分析 对于增益要求G0，存在对应的输出swing range，若用小信若用小信 号增益号增益gainG0作为作为swing range，则一定满足增益要求，则一定满足增益要求 例如G0=300，则根据下图其swing range (0.574, 4.194) 若取输出中心电压 为vdd/2，而令 vo=vdd/2时，可 测得此时 v_dc=2.4876V 故ota的系统失调： Vos=12.4mV 3.交流扫描分析(otas3.sp) Ota simulationOta simulation .prot.prot .lib LIB_PATH.lib LIB_PATH cz
9、6h_v28.libcz6h_v28.lib tt tt .unprot.unprot .option post probe.option post probe .probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo).probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo) .op.op V_Vac vin 0 DC 2.5V AC 1V 0 V_Vdc vip 0 2.4876V .ac dec 10 1k 1g .ac dec 10 1k 1g $sweep rzv 0 2k 0.2k$sweep rzv 0 2k 0.2k .para rzv=0 ccv=1p clv=1p.para
10、 rzv=0 ccv=1p clv=1p .inc NETLIST_PATH.inc NETLIST_PATH .end.end 表示没有补偿电阻Rz 交流扫描分析 GBW=99.5MHz 相位裕度18.7度 直流small-signal gain 交流扫描分析 单位增益带宽 GBW gm1/(Cc+CGD3) 主极点 p1 1/Ro1gm3Ro(Cc+CGD3) 第二极点 p2 gm3/(CL+Co) 零点 z 1/(Cc+CGD3)(gm3-1-Rz) 查看.lis文件 可知gm3 2m gm1 0.83m gm1b 0.13m 由于零点的作用，相位裕度 从60多度减小至39度！ gm1
11、为输入管M_U1的跨导 gm3为第二级输入管M_M3的跨导 交流扫描分析 Ota simulationOta simulation .prot.prot .lib LIB_PATHcz6h_v28.lib tt .unprot.unprot .option post probe.option post probe .probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo).probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo) .op.op *.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001*.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001 *.trans 10ns 200ns
12、20ns 0.1ns*.trans 10ns 200ns 20ns 0.1ns .ac dec 10 1k 500meg sweep ccv 0 5p 1p.ac dec 10 1k 500meg sweep ccv 0 5p 1p .para rzv=0 ccv=1p clv=1p.para rzv=0 ccv=1p clv=1p .inc .inc NETLIST_PATHNETLIST_PATH .end.end 分析miller补偿效应 交流扫描分析 增加Cc， p1 向下移动， GBW减小相位裕度增加 增加Cc到5p时，相 位裕度增加到约59 度，而GBW已经减 小到24.8MHz
13、! 交流扫描分析 Ota simulationOta simulation .prot.prot .lib LIB_PATHcz6h_v28.lib tt .unprot.unprot .option post probe.option post probe .probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo).probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo) .op.op *.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001*.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001 *.trans 10ns 200ns 20ns 0.1ns*.trans 10ns 200ns
14、 20ns 0.1ns .ac dec 10 1k 500meg sweep rzv 0 2k 0.2k.ac dec 10 1k 500meg sweep rzv 0 2k 0.2k .para rzv=0 ccv=1p clv=1p.para rzv=0 ccv=1p clv=1p .inc .inc NETLIST_PATHNETLIST_PATH .end.end 分析零极点抵消效果 加Rz，可减弱零点的作 用，提高相位裕度；当 达到零极点抵消时，应 满足： Rz (CL+Cc)/(gm3Cc) 得出 Rz 1k 交流扫描分析 Rz增加到0.6k时，相 位裕度增加到约55度， GBW
15、约76MHz Rz增加到1k时，相位 裕度增加到约67度， GBW约103MHz 4.噪声分析 Ota simulationOta simulation .prot.prot .lib .lib LIB_PATHLIB_PATH cz6h_v28.lib tttt .unprot.unprot .option post probe.option post probe .probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo).probe ac v(vo1) v(vo) vp(vo) .op.op *.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001*.dc v_vdc 2.48 2.495 0.0001 *.trans 10ns 200ns 20ns 0.1ns*.trans 10ns 200ns 20ns 0.1ns .ac dec 10 1k 500meg .ac dec 10 1k 500meg $sweep rzv 0 2k$sweep rzv 0 2k 0.2k0.2k .noise v(vo) v_vac 10.noise v(vo) v_vac 10 .para rzv=1k ccv=1p clv=1p.para rzv=1k ccv=1p clv=1p .inc .inc NETLIST_PATHNETLIST_PAT
