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1、模拟集成电路设计仿真实验报告姓 名：X学 号：2013210XXX班 级：201321120X端口号码：a219 学 院：电子工程学院.专 业：电子科学与技术.实验一:共源级放大器性能分析2一、实验目的2二、实验要求2三、实验电路及实验结果2（一）负载电阻R=10K2（二）负载电阻R=1K4四、实验分析6实验二:差分放大器设计6一、实验目的6二、实验要求6三、实验原理7四、实验结果7五、思考题9实验三：电流源负载差分放大器设计9一、实验目的9二、实验要求9三、实验原理9四、实验结果11五、实验分析12实验五：共源共栅电流镜设计12一、实验目的12二、实验要求12三、实验内容13四、实验结果16
2、实验六：两级运算放大器设计17一、实验目的17二、实验要求17三、实验内容18四、实验原理22五、实验结果23六、思考题24七、实验分析24实验总结及问题解决25一、实验中的问题25二、实验心得体会26期集成实验一:共源级放大器性能分析一、实验目的1、掌握synopsys软件启动和电路原理图(schematic)设计输入方法；2、掌握使用synopsys电路仿真软件custom designer对原理图进行电路特 性仿真；3、输入共源级放大器电路并对其进行DC、AC分析，绘制曲线；4、深入理解共源级放大器的工作原理以及mos管参数的改变对放大器性能 的影响二、实验要求1、启动synopsys，
3、建立库及Cellview文件。2、输入共源级放大器电路图。3、设置仿真环境。4、仿真并查看仿真结果，绘制曲线。三、实验电路及实验结果(一)负载电阻R=10K367r=lAK4 Cusbcen-gngl如号nfi y .- acm-曰 VA-rn -1.实验电路-0 1A -1 Qi I02. 直流分析各节点的直流电压已在电路原理图中打印，下截图为直流工作点的参数:jAppiwtm P瞄 System (j) J94*； Sui 血 09IK Operating Pdlrtte分析该管参数:VDS=67.5842mV，VGS = 1.2V，Vth = 241.008伸，即有 VGS Vth，VD
4、S VGSVth，因此该NMOS管工作在饱和区。2.交流分析(1)幅频特性(2)相位特性从曲线中可看出，在中频区，放大倍数Av = 7.9dB，根据Av(dB) = 20logAv，可计算出Av=2.483。四、实验分析器件参数：NMOS管的宽长比为10，栅源之间所接电容1pF，Rd=10K。实验结果：输入交流电源电压为1V，所得增益为12dB。由仿真结果有： gm=496u，R=10k，所以增益 Av=496*10/1000=4.96=13.91 dB。可见，实际增益 大于理论增益。实验二:差分放大器设计一、实验目的1. 掌握差分放大器的设计方法；2. 掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方
5、法。二、实验要求1. 确定放大电路；2. 确定静态工作点Q；3. 确定电路其他参数。4. 电压放大倍数大于20dB，尽量增大GBW，设计差分放大器;5. 对所设计电路调试；6. 对电路性能指标进行测试仿真，并对测量结果进行验算和误差分析。三、实验原理M1、M2两个NMOS管作为差分对管，由电流源提供尾电流/SS。当Vin 1 =Vin2时，每个晶体管的偏置电流都等于ISS/2，输出共模电平等于VDD RDISS/2，即尾部电流源的作用是抑制输入共模电平的变化对M1、M2管的工 作以及输出电平的影响。平衡态下的小信号差动电压增益AV为：pi=阳=6=UnCOX（W/L）四、实验结果（表中数据单位
6、dB），R单位：kQ151015100K19dB24dB24dB25dB200K23dB27dB28dB29dB300K1.1dB19dB乂（不工作）X （不工作）改变W/L和栅极电阻，可以看到，R一定时，随着W/L增加，增益增加，W/L 一定时，随着R的增加，增益也增加。但从仿真特性曲线我们可以知道，这会限 制带宽的特性，W/L增大时，带宽会下降。为保证带宽，选取W/L=5，R=200K 的情况下的数值，保证了带宽约为300MHZ，可以符合系统的功能特性，实验结 果见下图。1. 电路图=-40dB - -19.8dB = 2O.2 0B）。从相频特性曲线图中可以看出，此时输出电压与输入电压的
7、相位差是0即输出电压与输入电压同相。五、思考题根据计算公式，为什么不能直接增大R实现放大倍数的增大？答：若直接增加Rd，贝Vd会增加，增加过程中会限制最大电压摆幅；如果 VDDVd=VinVTH，那 MOS管处于线性区的边缘，此时仅允许非常小的输 出电压摆幅。即电路不工作。此外，RD增大还会导致输出结点的时间常数更大。实验三：电流源负载差分放大器设计一、实验目的1. 掌握电流源负载差分放大器的设计方法；2. 掌握差分放大器的调试与性能指标的测试方法。二、实验要求1. 设计差分放大器，电压放大倍数大于30dB；2. 对所涉及的电路进行设计、调试；3. 对电路性能指标进行测试仿真，并对测量结果进行
8、验算和误差分析。三、实验原理电流镜负载的差分对传统运算放大器的输入级一般都采用电流镜负载的差分对。如上图所示。NMOS器件M1和M2作为差分对管，P沟道器件M4，M5组成电流源负载。电流0I提 供差分放大器的工作电流。如果M4和M5相匹配，那么M1电流的大小就决定了 M4电流的大小。这个电流将镜像到M5。如果VGS1二VGS2，则Ml和M2的电流相同。这样由M5通过M2的电流将等于 是I OUT为零时M2所需要的电流。如果VGS1VGS2，由于I0=ID1+ID2，ID1相对 ID2要增加。ID1的增加意味着ID4和ID5也增大。但是，当VGS1变的比VGS2 大时，ID2应小。因此要使电路平衡，IOUT必须为正。输出电流I OUT等于差分 对管的差值，其最大值为I0。这样就使差分放大器的差分输出信号转换成单端 输出信号。反之如果VGS1 VGS 2 - VT 22INMAX V= VOUTMINKP 2(W /1)2ds 2221
