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1、实验名称：共源共栅放大器设计实验目的：1. 了解共源共栅级放大器的基本工作原理及相关优缺点2. 学会CMOS电路中的基本参数的设计和分析参数之间的折中关系3. 共源共栅放大器设计及仿真实验设备及型号：orcd仿真软件实验原理及实验步骤：实验原理：共栅级的输入信号可以是电流，共源级可以可以将电压信号转换为电 流信号。共源共栅级的级联叫做共源共栅结构。0通过计算 Rout 可得 Rout 约=(gml+gmb2)ro2ro1也就是说M2将Ml的增益提高至原来的(gml+gmb2)ro2倍其还可以扩展为三个或多个以获得更高的输出电阻但这需要额外的电压余度共源共栅结构不仅可以作为放大器而且可以作为恒定
2、电流源高的输出阻抗接近一个理想电流源本次需要仿真的pmos共源共栅负载的nmos共源共栅放大器即是如 此。在某种意义上，共源共栅晶体管结构“屏蔽”输入器件使它不受输出节 点电压变化的影响。这种共源共栅结构屏蔽特性在许多电路中是非常 有用的实验步骤：由于共源共栅放大器的电路图已给出，所以电路设计省略MP 2W = 179.5 uL = 2uvou tMN22按所给设计图绘制相应电路图所得电路图如下vb1 vb2vb3W = 92.7uL = 2uMN1V OFF = 0VAM PL = 1 5m FRE Q = 1 kAC = 100.6 5 35 Vd c V 2vb1*_L V 30(b2尘
3、V40W = 104.5 uL = 2u3根据题目要求先对其进行相应仿真1）设置静态工作点和器件参数。如此处静态输出电压 Vout=3v Vcc=6v Vb1=5.13v Vb2=4.88vVb3= 0.904v 等2 ):设定静态电流。 设定长L=2u 调试WL主要是调试W，要使静态电流为100uA丄固定以后，就调节W来达 到需要的电流。此处用快速扫描的方法来调试出所需W的大小待所需各个管的w值扫描出后 bias point仿真检验电流i是否达到要求。3)根据题目要求进行相应的交流仿真。以下是相关的扫描实验数据扫描w的值测得MN1管w的值为104.5u注：此时测得的MN2管w的值是加了 一个
4、稳定电压Va=0.25v的爛 SCHEMATICl-w - PSpice A/D - |yiqun-SCHEMATLCl-v/ (active)；I 口卜回Si File EditView Simulation Trace Plot Tools Window 旦elp 脅-I s I Xa -X 电電 | a Qi卩匚 HEMATIC1-W|II誌Q您cDB1 5&太学并w冷世閱$忙置露 yi qirn-SC.口 Farametet XL in model MH i s口 FaramEtEF Xff in model MH i s Mosfet M_MW2, i Mosfeti Mosfet
5、M_MP2, i Mosfet M_MP2, i口 I：ai-：arieter XL i:J Simulation message limit eirceeded. Check output file for additional messages. Simulati on completePdPsFdPs.del MP ismodel MN model MN model MF model MPi nval i d _ I grior e dinvalid. - Ignoied0 is less than W0 is less than W0 is less than W0 is less t
6、han Wi nval i d _ I grior e dIT1.000E-06300.0E-06End = 300.Analy徵人 V/atch入 Devices/|For Help, press Fl|w = 300.0E-06_ | 100% IlllllllllCH爸s17:51T 2012/11/19测得MP2管w的值为179.5u测得MP1管w的值为205ubias point仿真检验。去掉输出端的3v电压后原则上在每个管子的W定好了之后通过biaspoint仿真静态输出电压为3V静态电流约为100uA。SiSOrcad Capture - (SCHEiATICl : FAGE1)
7、二 m|x|口 File Edit View Place Macro PSpice Accessories Options Window Help 1191 x|n|（|H|昌|糾鋼創q供|pQ際|SCHEMATICZ fa| n| | V 1| I|W|PARAMETERS w = lOuW = S2.7uIvblvb2_(To- 工N15HD1=70DB故将电压调至0.6535V此时的电路图为I vccPARAMETER S:w = 10 uvb1MP 1W = 20 5 uL = 2 uvb2MP 2W = 17 9.5 uL = 2 uvb3V OFF = 0VAM PL = 1 5m
8、FRE Q = 1kAC = 10.6 5 35 Vdc V2MN2W = 92.7u一讥1 22kvou tVDB得到 F3db=494.613khz改变gm1时，当w1变从205u变为204u时F3db=414.795khz圍 yi q,un.SC.当w1变从205u变为206u时Ad 变为 63.519 F3db=1.1508mhz改变gm2时，当w2变从179.5u变为178.5u时F3db=473.324khz当w2变从179.5u变为180.5u时II FaramgtEF XL in model MP is invalid. - Ignoied 口 I：ai：arieter XW
9、in model MP is invalid. - Igriored LI Mosfet M_MF1, model MF： Fd = 0 is less than iY Mosfetmodel MP： Ps = 0 is less than WCalculating bias pointBi as point ccalculatedAC (and. Hoi se) ArralysisAC Arialysis finished.SiirniLati on completex*111Start = 1Freq = 100. 0E+0&End = lOCl.3| Analysis X Watch 人
10、 D evices /For Help, press Fl100.0E+06小loogT Ad 变为 72.887 F3db=516.865khzs| File Edit View Simulation Trace Plot Tools Window Help 睜SCHEMATIC! -w改变gm3时，当w3变从92.7u变为91.7u时F3db=532.248khz轉I SCHEMATICl-w - PSU I 釦管Isi File Edit View Simulation Trace Plot Tools Window Help 雪一 | i3 | X |勻 | 口益 口俸花 fl!) | | II電愆曲Q |而航魏邑页舉2甘|木卑#两諜蚀岌If Probe Cursor圍 yi q,un.SC.当w3变从92.7u变为93.7u时F3db=459.642khz改变R时当 R=1K F3db=494.615khz当 R=3K F3db=487.413khz当加上电容时对应电路图为PARAMETERS:w = 10 uW = 92.7uL = 2uMN4.5 u000V66 Vd cT当加上电容C=5p时F3db=7.7798khz当加上电容C=10p时F3db=4.0037khz
