CMOS模拟集成电路设计_ch5电流镜
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cmos集成电路设计教案写作主题:CMOS集成电路设计教案文章序号:1引言:CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)集成电路设计是现代电子工程中的一个重要领域。
它涉及到数字电路、模拟电路和混合信号电路的设计与实现。
设计一份高质量的CMOS集成电路设计教案对于培养电子工程师的技能和知识至关重要。
本文将深入探讨CMOS集成电路设计教案的多个方面,包括教学目标、教学内容、教学方法、教学评估和实践应用等。
文章序号:2教学目标:CMOS集成电路设计教案的教学目标是帮助学生全面理解CMOS集成电路的原理和设计方法,培养他们的设计能力和实践能力。
具体而言,教学目标包括:1. 理解CMOS集成电路的基本原理和工作方式。
2. 掌握CMOS集成电路设计中的关键概念和方法。
3. 熟悉CMOS集成电路设计工具和流程。
4. 能够进行CMOS集成电路的模拟和数字仿真。
5. 能够设计和实现简单的CMOS集成电路。
文章序号:3教学内容:CMOS集成电路设计教案的教学内容应包括以下方面:1. CMOS原理和工作方式的介绍- N沟道和P沟道MOSFET的结构和特性- CMOS逻辑门电路的实现和特点2. CMOS集成电路设计基础知识- 逻辑门电路和时序电路的设计- 模拟电路的设计和仿真- 时钟和时序设计3. CMOS集成电路设计工具和流程- EDA工具的介绍和使用方法- CMOS电路的布局和布线规则- 物理设计和验证4. CMOS集成电路实践应用- 集成电路的应用领域和发展趋势- 嵌入式系统设计与应用- 特定应用领域的案例分析文章序号:4教学方法:为了实现教学目标,采用多种教学方法是必要的。
在CMOS集成电路设计教案中,可以采用以下教学方法:1. 理论讲解:通过课堂讲解,向学生介绍CMOS集成电路的基本原理和设计方法。
重点讲解关键概念和方法。
2. 实验实践:组织学生进行一系列的实验实践,包括模拟仿真和数字逻辑实现。
模拟CMOS集成电路设计课后题在现代电子科学领域中,模拟CMOS集成电路设计是一门重要的课程,它涉及到电子工程中的基本原理和技术,对从事电子电路设计和集成电路制造的专业人员来说,具有非常重要的意义。
而课后题作为知识的巩固和扩展,对于深入理解和掌握这门课程也至关重要。
接下来,我将针对模拟CMOS集成电路设计课后题进行深度和广度兼具的全面评估,并据此撰写一篇有价值的文章。
一、基本概念解释1. 什么是模拟CMOS集成电路设计?模拟CMOS集成电路设计即使用CMOS工艺制作的模拟电路。
它在数字电路的基础上加入了模拟电路。
2. 课后题的重要性课后题是对课堂所学知识的巩固和拓展,通过解答课后题可以帮助学生更深入地理解和掌握课程内容,提高解决问题的能力。
二、课后题解析1. 请列举一些模拟CMOS集成电路设计的常见应用?模拟CMOS集成电路设计常见的应用包括放大电路、滤波电路、比较器、运算放大器等。
2. 什么是CMOS工艺?CMOS是指互补型金属氧化物半导体技术,它是当今集成电路工艺的主流之一。
CMOS工艺具有低功耗、高集成度和良好的抗干扰能力等特点。
3. 请解释CMOS集成电路的工作原理。
CMOS集成电路由N型金属氧化物半导体场效应晶体管和P型金属氧化物半导体场效应晶体管组成。
当输入电压改变时,两个晶体管的导通状态都会随之改变,从而实现信号的放大和处理。
4. 请说明模拟CMOS集成电路设计中需要考虑的主要因素?在模拟CMOS集成电路设计中,需要考虑的主要因素包括功耗、速度、噪声、线性度、稳定性等。
5. 如何进行模拟CMOS集成电路的性能指标评估?模拟CMOS集成电路的性能指标评估包括静态指标和动态指标两部分,静态指标包括增益、带宽、输入输出阻抗等;动态指标包括上升时间、下降时间、过冲、欠冲等。
三、个人观点和总结从我个人的观点来看,模拟CMOS集成电路设计是电子工程领域中非常重要的一门课程,通过课后题的解答可以更好地理解和掌握课程中的知识点,培养自己的问题解决能力。
《模拟集成电路设计》课程教学大纲一、课程基本信息1、课程编码:2、课程名称(中/英文):模拟集成电路设计/ Design of Analog integrated Circuits3、学时/学分:56学时/3.5学分4、先修课程:电路基础、信号与系统、半导体物理与器件、微电子制造工艺5、开课单位:微电子学院6、开课学期(春/秋/春、秋):秋7、课程类别:专业核心课程8、课程简介(中/英文):本课程为微电子专业的必修课,专业核心课程,是集成电路设计方向最核心的专业课程之一。
本课程主要介绍典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程、仿真分析方法,以及模拟CMOS集成电路的最新研发动态。
通过该课程的学习,将为学生今后从事集成电路设计奠定坚实的理论基础。
9、教材及教学参考书:教材:《模拟集成电路设计》,魏廷存,等编著教学参考书:1)《模拟CMOS集成电路设计》(第2版).2)《CMOS模拟集成电路设计》二、课程教学目标本课程为微电子专业的必修课,专业核心课程,是集成电路设计方向最核心的专业课程之一。
通过该课程的学习,将为学生今后从事集成电路设计奠定坚实的理论基础。
本课程主要介绍典型模拟CMOS集成电路的工作原理、设计方法和设计流程、仿真分析方法,以及模拟CMOS模拟集成电路的最新研发动态。
主要内容有:1)模拟CMOS集成电路的发展历史及趋势、功能及应用领域、设计流程以及仿真分析方法;2)CMOS元器件的工作原理及其各种等效数学模型(低频、高频、噪声等);3)针对典型模拟电路模块,包括电流镜、各种单级放大器、运算放大器、比较器、基准电压与电流产生电路、时钟信号产生电路、ADC与DAC电路等,重点介绍其工作原理、性能分析(直流/交流/瞬态/噪声/鲁棒性等特性分析)和仿真方法以及电路设计方法;4)介绍模拟CMOS集成电路设计领域的最新研究成果,包括低功耗、低噪声、低电压模拟CMOS集成电路设计技术。
电子科技大学集成电路实验报告――模拟集成电路CMOS模拟集成电路设计及HSPICE使用实验学时:4学时实验一CMOS工艺参数测量一、实验目的:学习和掌握EDA仿真软件Hspice;了解CMOS工艺技术及元器件模型,掌握MOSFET工作原理及其电压电流特征;通过仿真和计算,获得CMOS中NMOS和PMOS的工艺参数kp,kn, p, n,Vtp,Vtn,为后续实验作准备。
二、实验内容:1)通过Hspice仿真,观察NMOS和PMOS管子的I-V特性曲线;2)对于给定长宽的MOSFET,通过Hspice仿真,测得几组栅-源电压、漏-源电压和漏-源电流数据,代入公式IDSn1WKn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS),求得对应的工艺参数2Lkp,kn, p, n,Vtp,Vtn 。
三、实验结果:本实验中所测试的NMOS管、PMOS管L=1u,W由学号确定。
先确定W。
W等于学号的最后一位,若学号最后一位=0,则W=10u。
所以,本实验中所测试的NMOS管、PMOS管的尺寸为:(1)测0.5um下NMOS和PMOS管的I-V特性曲线所用工艺模型是TSMC 0.50um。
所测得的Vgs=1V时,NMOS管Vds从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为:所测得的Vds=1.2V时,NMOS管Vgs从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为:所测得的Vsg=1V时,PMOS管Vsd从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为:所测得的Vsd=1.2V时,PMOS管Vsg从0V到2.5V变化时的I-V特性曲线为:(2)计算TSMC 0.50um工艺库下mos管对应的工艺参数测试NMOS管相关参数,Hspice中仿真用源文件(.sp文件)为:NOMS I-V Characteristic M1 OUT IN 0 0 CMOSn L=1U W=8U VIN IN 0 1 VOUT OUT 0 1.2.***** LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2 .PRINT DC I(M1).LIB “C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib"CMOS_MODELS .END所测得的NMOS管电流曲线为:所测的数据如下表:根据公式IDSn1Kn()n(VGS Vtn)2(1 nVDS),计算kn, n,Vtn,分别为:2Lkn 119 10-6, n 0.028,Vtn 1.37测试PMOS管相关参数,Hspice中仿真用源文件(.sp文件)为:POMS I-V CharacteristicM1 OUT IN Vdd Vdd CMOSP L=1U W=8UVIN Vdd IN 1 VOUT Vdd OUT 1.2.***** LIST NODE POST *.DC VOUT 0 2.5 0.1 .DC VIN 0 2.5 0.1*.DC VOUT 0 2.5 0.1 VIN 0.8 1.0 0.2.PRINT DC I(M2).LIB "C:\synopsys\project\tsmc_050um_model.lib"CMOS_MODELS .END所测得的PMOS管电流曲线为:所测的数据如下表:计算TSMC 0.50um 工艺中pmos 参数pptp,分别为:Kp 54.89 10-6, p 0.017,Vtp 0.927综上所述,可得:四、思考题2)不同工艺,p, n不同。
模拟cmos集成电路设计课后答案中文【篇一:北邮模拟cmos集成电路设计实验报告】=txt>姓名学院专业班级学号班内序号实验一: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,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、实验结果1、电路图2、仿真图四、实验结果分析器件参数: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.对所设计电路进行设计、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、实验结果随着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=30,r=30k的情况下的数值,保证了带宽,可以符合系统的功能特性,实验结果见下图。
1.电路图【篇二:集成电路设计王志功习题答案1-5章】划分,集成电路的发展已经经历了哪几代?它的发展遵循了一条业界著名的定律,请说出是什么定律?晶体管-分立元件-ssi-msi-lsi-vlsi-ulsi-gsi-soc。
一种高精度\宽幅电流镜作者:李琪李雪来源:《硅谷》2011年第09期摘要:介绍一款高精度、宽摆幅电流镜。
为减小普通电流镜由沟道长度调制效应而产生的误差,在电流复制输出端使用NMOS共源共栅管,增加输出电阻降低负载对电流镜的影响,同时在电流镜输出端增加一个增益放大电路即一个CS放大器,进一步以高输出电阻。
为增益提高运放正常工作,利用PMOS管来达到电平移位的功能。
最后通过spice的仿真验证本设计的电流镜相对于基本电流镜其精确度大大提高,最小输出电压为过驱动电压的两倍,其值因不同电路而异。
关键词:电流镜;高精度;宽幅;CMOS中图分类号:TN386文献标识码:A文章编号:1671-7597(2011)0510046-020 引言电流镜是一种用来对已给定驱动电流进行复制的电路。
目前,在模拟与数字电路的设计中已经越来越多的使用了电流镜,因此电流镜的好坏对整个电路系统来说都是非常重要的。
但随着技术与时代的进步,迫切需要更高性能的电路,其中便包括电流镜。
因此本文在分析传统电流镜的利弊基础上,提出了一款自行设计的高精度、宽幅电流镜。
1 基本电流镜对于一般放大器来说,常使用差分对做输入级,可降低共模干扰,而有源电流镜广泛应用于差分电路中,精确的复制电流而受工艺与温度的影响较小。
下面介绍一下传统电流镜[1]。
参考图1,当不考虑沟道长度调制效应时,可由精确复制而来。
流的复制产生较大的误差,尤其是在如今深亚微米工艺中,为了得到最小的器件电容而使用最小长度器件时,L越小,受短沟道效应影响就越大,导致复制的误差也越大。
为解决图1中由沟道长度调制效应而带来的影响,共源共栅电源电路因共栅管的隔离作用而得到了广泛应用,如图2。
图中共源共栅管起到了隔绝作用,使的漏电压受负载影响非常小。
只要使漏源电压和物理尺寸相同,便可由精确复制而来了。
但是最小输出电压,,此电流镜是以消耗更多的电压余度来获得高精度的。
为消除上诉精度与余度的矛盾,我们对输入输出短接的共源共栅结构而构成的低压共源共栅进行讨论,如图3。