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模拟CMOS集成电路设计实验指导手册

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模拟CMOS集成电路_拉扎维_实验二

模拟CMOS集成电路_拉扎维_实验二

实验二单级放大器的设计一、实验目的及任务1、掌握单级放大器的原理和性能。

2、设计一个采用电阻做负载的共源级放大器。

二、实验相关知识1、采用电阻做负载的共源级放大器电路的大信号分析。

如果输入电压从零开始增大，截止，（如图2.1（b））。

当接近时，开始导通，电流流经，使减小。

如果不是非常小，饱和导通，我们可以得到：这里忽略了沟道调制效应。

进一步增大，下降更多，管子继续工作在饱和区，直到（图2.1（b）中的A点）。

在A 点出满足：从上式可以计算出，并进一步计算出。

当时，工作在线性区：如果足够高以使进入深线性区，，从图2.1(b)的等效电路可以得到：2、采用电阻为负载的共源级放大器小信号特性由于在线性区跨导会下降，通常要确保,工作在图2.1(b)中A 点的左侧。

式(2.1)表征输入输出特性，并把它的斜率看作小信号增益，可以得到：此结果可以从下面的观察中直接得到：将输入电压的变化转换为漏极电流的变化，进一步转换为输入电压的变化。

从图2.1(d)的小信号等效电路也可以得到同样的结果。

V DD R DM 1V outV inV outV inV THV in1V outV inR DR onV DD V +-+-V 1outg m V 1R D(a)(c)(d)(b)图2.1 (a)共源级；(b)输入-输出特性；(c)MOS管工作在线性区的等效电路；(d)饱和区的小信号模型三、实验内容和步骤1、根据实验相关知识所述，画出采用电阻做负载的共源级放大器的原理图。

2、根据所画原理图编写电路网表。

3、调入SMIC0.35um混合信号工艺库。

4、先计算电路的直流工作点，随后进行仿真并得到电路的直流工作点，将仿真结果与计算结果进行比较。

5、在网表中加入DC分析的激励语句，做DC大信号仿真，得到放大器的直流转移特性曲线，并对的出的曲线进行分析说明。

6、在网表中加入AC分析的激励语句，做小信号仿真，得到放大器的AC频率特性和低频小信号增益，并对仿真结果给出分析和说明。

模拟cmos集成电路设计实验

模拟cmos集成电路设计实验

模拟cmos集成电路设计实验实验要求：设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。

单级放大器设计在课堂检查，两级运算放大器设计需要于学期结束前，提交一份实验报告。

实验报告包括以下几部分内容：1、电路结构分析及公式推导（例如如何根据指标确定端口电压及宽长比）2、电路设计步骤3、仿真测试图（需包含瞬态、直流和交流仿真图）4、给出每个MOS管的宽长比（做成表格形式，并在旁边附上电路图，与电路图一一对应）5、实验心得和小结单级放大器设计指标两级放大器设计指标实验操作步骤：a.安装Xmanagerb.打开Xmanager中的Xstartc.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码Host：202.38.81.119Protocol: SSHUsername/password: 学号（大写）/ 学号@567& （大写）Command : Linux type 2然后点击run运行。

会弹出xterm窗口。

修改密码输入passwd，先输入当前密码，然后再输入两遍新密码。

注意密码不会显示出来。

d.设置服务器节点用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况，尽量选择负载轻的机器登陆，（注：mgt和rack01不要选取）选择节点，在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写，??为节点名)如选择13号节点，则输入ssh –X c01n13e.文件夹管理通常在主目录中，不同工艺库建立相应的文件夹，便于管理。

本实验采用SMIC40nm工艺，所以在主目录新建SMIC40文件夹。

在xterm中，输入mkdir SMIC40然后进入新建的SMIC40文件夹，在xterm中，输入cd SMIC40.f.关联SMIC40nm 工艺库在xterm窗口中，输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)将以下内容拷贝到新文档中。

SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.libDEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf保存为cds.lib 。

CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告资料

CMOS模拟集成电路设计与仿真标准实验报告资料

电子科技大学实验报告学生姓名：鄢传宗，梁成豪学号：2011031030010，2011031030009 指导教师：王向展实验地点：211楼606 实验时间：2014.6.4一、实验室名称：微电子技术实验室二、实验项目名称：CMOS模拟集成电路设计与仿真三、实验学时：4四、实验原理IC设计与制造的主要流程五、实验目的本实验是基于微电子技术应用背景和《集成电路原理与设计》课程设置及其特点而设置，为IC设计性实验。

其目的在于：∙根据实验任务要求，综合运用课程所学知识自主完成相应的模拟集成电路设计，掌握基本的IC设计技巧。

∙学习并掌握国际流行的EDA仿真软件Cadence的使用方法，并进行电路的模拟仿真。

六、实验内容1、UNIX操作系统常用命令的使用，Cadence EDA仿真环境的调用。

2、设计一个运算放大器电路，要求其增益大于40dB, 相位裕度大于60º，功耗小于10mW。

3、根据设计指标要求，选取、确定适合的电路结构，并进行计算分析。

4、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析、建立时间小信号特性和压摆率大信号分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法。

5、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。

6、整理仿真数据与曲线图表，撰写并提交实验报告。

七、实验仪器设备（1）工作站或微机终端一台（2）局域网（3）EDA仿真软件 1套八、实验步骤1、根据实验指导书熟悉UNIX操作系统常用命令的使用，掌握Cadence EDA仿真环境的调用。

2、根据设计指标要求，设计出如下图所示的电路结构。

并进行计算分析，确定其中各器件的参数。

调用Symbol生成命令，生成符号如下图。

3、电路的仿真与分析，重点进行直流工作点、交流AC分析、瞬态Trans分析，能熟练掌握各种分析的参数设置方法。

电源电压设置：输入信号设置：建立时间测试信号设置：4、电路性能的优化与器件参数调试，要求达到预定的技术指标。

推荐-CMOS模拟集成电路设计导论实验报告 精品

推荐-CMOS模拟集成电路设计导论实验报告 精品

CMOS模拟集成电路设计导论实验报告PB05203094 2系赵占祥一．实验题目请设计一个运放，参数要求为：增益：60-80dB0dB带宽：200Mhz相位裕度：60负载：1p功耗：15mw二．实验目的学习使用Cadence电路设计工具Virtuoso，从电路图的绘制及仿真，到版图绘制及仿真、验证。

三．实验步骤1.原理我先设计了一个标准两级运放，电路图为该运放包括三部分：a)差分输入增益级包括差分输入对管NM0，NM1和有源电流镜负载PM1，PM4。

差分结构对环境噪声有很强的抗干扰能力，另外增大了可得到的的最大输出电压摆幅。

还有其他一些优势。

使用电流镜做有缘负载有三个好处：1）在相对的、比较小的面积中，有缘负载可以得到比较大的输出阻抗。

2）电流镜将差分输入信号转换为单端输出信号。

3）有助于共模抑制比CMRR的提高。

b)源跟随器为PM3和NM4。

从NM0漏极输出的信号输入到这一级，并通过PM3放大，NM4是PM3的有源器件负载。

源跟随器有较大的输入阻抗，可以显著提高第一级放大的增益，减小信号电平损失，起到电压缓冲器的作用。

c)偏置电路包括PM2，PM0，NM2，NM3。

几个管子构成了几何比例电流源，通过其宽长比来得到合适的电流值。

NM3漏极电流为差分对提供电流源。

电容C0是为了保证电路有足够的相位裕度，保证闭环负反馈系统的稳定而采用的密勒补偿结构。

2.仿真过程1）设计并绘制电路图和测试电路图在Virtuoso Schematic Editing中绘制电路图如下（先未加电容）：测试电路如下，进行直流和交流仿真，交流仿真参数设置，从1Hz到500MHz：仿真结果，带宽为322MHz，增益60.92dB，但相位裕度是负的为提高相位裕度，需要使单位增益点向原点靠近，使用密勒电容达到此目的，如下图。

电容初值606fF仿真结果如下图，带宽只有45M，相位裕度0度再改变电容值，减小密勒电容，以增大带宽带宽变为159MHz，相位裕度33度，如下图。

模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告

模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告

模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告一、概述在现代集成电路设计领域，模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的课题。

本实验旨在通过对模拟CMOS集成电路设计相关内容的学习和实践，加深对该领域的理解，并提升设计实践能力。

本文将介绍实验内容、实验过程和实验结果，并结合个人观点对模拟CMOS集成电路设计进行探讨。

二、实验内容1. 实验名称：基于CMOS工艺的运算放大器设计与仿真2. 实验目的：通过对基本运算放大器的设计与仿真，理解模拟CMOS 集成电路设计的基本原理和方法。

3. 实验要求：设计一个基于CMOS工艺的运算放大器电路，并进行仿真验证。

4. 实验器材与软件：PSPICE仿真软件、计算机、基本电路元件。

三、实验过程1. 设计基本运算放大器电路a. 根据理论知识，选择合适的CMOS工艺器件，并进行电路拓扑设计。

b. 计算电路的主要参数，如增益、带宽、输入输出阻抗等。

c. 优化设计，满足实际应用需求。

2. 运算放大器电路仿真a. 在PSPICE软件中建立电路模型。

b. 分析仿真结果，验证设计参数是否符合预期。

c. 优化设计，使得电路性能达到最佳状态。

四、实验结果经过反复设计与仿真，最终得到了一个基于CMOS工艺的运算放大器电路。

在PSPICE软件中进行仿真测试，结果表明设计的运算放大器电路性能良好，能够满足设计要求。

在输入端加入正弦波信号，输出端得到经过放大和处理的信号，验证了电路的正常工作。

五、总结与回顾通过本次实验，我深刻理解了模拟CMOS集成电路设计的基本原理和方法。

从初步设计到最终仿真，我逐步掌握了电路设计与优化的过程，并将理论知识应用到实践中。

在今后的学习和工作中，我将继续深入研究模拟CMOS集成电路设计，不断提升自己的技能。

六、个人观点与理解模拟CMOS集成电路设计是一个复杂而又具有挑战性的领域。

在实验过程中，我深刻意识到了理论知识与实际应用的紧密通联，只有不断实践与探索，才能够更好地理解与掌握。

模拟CMOS集成电路_拉扎维_实验一

模拟CMOS集成电路_拉扎维_实验一

实验一：NMOS管的I-V特性曲线仿真一、实验目的和任务1、掌握HSPICE线路模拟软件的使用方法。

2、掌握HSPICE语言，可以熟练使用。

3、验证NMOS管的I-V特性曲线。

二、实验相关知识1、HSPICE软件的简单介绍HSIPCE线路模拟软件在早期是美国Meta-Software公司根据Berkeley SPICE2G.6、SPICE3及其他线路模拟软件所发展的工业级线路分析软件。

HSPICE在基本功能部分和其他SPICE软件相似，可应用于下列领域的电子电路研发，即稳态（直流分析）、暂态（时间分析）及频率（交流分析）等领域。

2、NMOS管I-V特性的推导先定性了解NMOS管的I-V特性，如果栅源偏置电压大于NMOS 管的阈值电压,则在P型衬底的表面由于静电感应会产生大量的电子，形成导电沟道。

当漏区相对于源区电压加正电压时，器件内部的沟道中就会产生电流，即。

1)非饱和区的I-V特性。

此时，漏电流为：式中为沿电流方向的电荷密度，v表示电荷的移动速度。

由的表达式可知的表达式：其中，负号是因为载流子电荷为负而引入的，v表示沟道电子的漂移速度。

对于半导体，，其中是载流子的迁移率，为电场。

注意到，电子迁移率用表示，得到：为了求得，将式(1.3)两端乘以积分可得：2)饱和区的I-V特性由于反型层局部的电荷密度正比于，故当接近时，则下降为0，即略大于时，则反型层将在处终止，沟道夹断。

故对式(1.3)积分的左边必须从到,其中是下降为0的点，右边从到，有：此式表明，如果近似等于，则与无关。

上述并未考虑二级效应。

三、实验原理及步骤根据实验原理图，在记事本中编辑电路的网表文件，保存为*.sp 的文件，在Star-Hspice中进行仿真，得出I-V特性曲线。

实验原理图：图1.1 测量NMOS管I-V特性原理图四、思考题1、什么是工艺角？2、若考虑二级效应，NMOS管I-V特性有何变化？实验一附录实验所需网表：*NMOS AnalysisM1 2 1 0 0 n50 W=5u L=1uVDS 2 0 5VVGS 1 0 1V.LIB 'D:\asic\smic035\MS035_v0p2.lib' TT .OP.DC VDS 0 5 0.2 VGS 1 5 1.PROBE DC I(M1).END。

实验二：CMOS模拟集成电路设计与仿真

模拟集成电路设计实验报告学生姓名刘梦曦、刘敬亚学号 2010101012、2010101026班级通信 101指导老师石跃、周泽坤实验日期 2013年5月25、26日实验二：CMOS模拟集成电路设计与仿真一、实验步骤1、进入虚拟机下的Cadence（虚拟机下linux用户名：xcx 密码：000000）Cadence运行方法：在linux桌面右键选择新建终端——>在终端输入 cd tsmc0_18rfp4_v15 回车——>输入lmli 回车——>输入icfb& 回车2、在CIW（command Interpreter window）命令框中，点击Tools——> Library Manager，出现LM（Library Manager）窗口建立一个新的Library：点击File——>New——>Library，出现New Library 窗口；填入Library的名称，点击OK出现Load Technology窗口，添加工艺文件：选择analogLib，依次选择和添加所需要的器件，并且按照下图连接起来，并根据要求修改它们的参数，再保存，一个完整的电路拓扑图就形成了。

3、由Schematic产生symbol：打开Schematic，点击Design——>Create cellview——>From cellview，填写上相应的名称，点击OK，即可。

还可以将生成的symbol进行图形上的修改：可用ADD——>shape内的各种形状来修饰这个symbol的外观，最后保存。

4、仿真环境Affirma Analog Circuit design Environment的调用。

二、实验结果图1：OPA内部电路图图2：OPA Symbol图1、失调电压VOS（1）仿真电路的搭建仿真条件设置：VDD，VINP调用analogLib中的vdc，VDD：DC voltage=3.3VINP：DC voltage=1.8Gnd调用analogLib中gnd图3：失调电压Vos实际仿真电路图（2）仿真结果（管子匹配时，失调电压仿真）图4：管子匹配时失调电压仿真结果2、共模输入范围ICMR（1）仿真电路图搭建图5：ICMR实际仿真电路图仿真条件设置：VDD，VINP调用analogLib中vdcVDD：DC=voltage=3.3VINP：DC voltage=1.8Gnd调用analogLib中gnd（2）仿真结果图6：ICMR仿真结果3、AC GAM和PHASE MARGIN（1）仿真电路搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3VINP调用analogLib中vsinVINP：DC voltage=1.8，AC magitude=1C0：调用analogLib中capCapactiance=100TL0：调用analogLib中indInductance=100TGnd调用analogLib中gnd图7：AC GAIN和PHASE MARGIN实际仿真图（2）仿真结果图8：AC GAIN和PHASE MARGIN仿真结果4、共模抑制比CMRR（1）仿真电路图搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3VVINP调用analogLib中vsinVINP：DC voltage=1.8V，AC magitude=1VVINN调用analogLib中vsinVINN：DC voltage=0V，AC magitude=1Vgnd调用analogLib中gnd图9：CMRR实际仿真电路图（2）仿真结果图10：CMRR仿真结果5、电源抑制比PSRR（1）仿真电路图搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3V，AC magitude=1VVINP调用analogLib中vsinVINP：DC voltage=1.8VGnd调用analogLib中gnd图11：PSRR实际仿真电路图（2）仿真结果图12：PSRR仿真结果6、摆率SR（1）仿真电路图搭建仿真条件设置：VDD调用analogLib中vdcVDD：DC voltage=3.3VVINP调用analogLib中vsourceGnd调用analogLib中gnd图13：SR实际仿真电路图（2）仿真结果图14：SR仿真结果图15：SR仿真结果（图片放大）。

模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告

模拟cmos集成电路设计研究生课程实验报告模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验报告1. 引言在现代电子工程领域中，模拟CMOS集成电路设计一直是一个备受关注的研究领域。

本文将对模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验进行全面评估，并撰写一份有价值的实验报告。

通过这篇文章，我们将深入探讨模拟CMOS集成电路设计的原理、方法和实践，为读者带来深刻而全面的理解。

2. 实验内容本次课程实验旨在通过实际操作，让学生深入理解模拟CMOS集成电路设计的基本原理和流程。

实验包括了对CMOS集成电路的基本认识、基于SPICE仿真工具的电路模拟设计、以及实际电路的布局与布线等内容。

在实验中，学生需要掌握CMOS集成电路的工作原理、信号传输特性、电路设计的基本流程以及布局与布线的关键技术。

3. 深度评估通过对实验内容的深度评估，我们可以认识到模拟CMOS集成电路设计的复杂性和重要性。

学生需要理解CMOS技术在集成电路设计中的核心地位，以及其在实际电路中的应用。

SPICE仿真工具在电路设计中的作用和优势也是本次实验的重要内容。

电路的布局与布线对于电路性能的影响不可忽视，学生需要深入理解布局布线的原理和方法。

4. 文章撰写在文章的撰写过程中，我们将按照知识的文章格式进行，使用序号标注，并在内容中多次提及模拟CMOS集成电路设计这一主题。

在文章的开头，我们将对模拟CMOS集成电路设计的重要性和实验的背景进行介绍，为读者带来对主题的直观了解。

我们将从CMOS集成电路的基本原理和工作特性入手，逐步展开对实验内容的深入解析。

在文章的结尾，我们将总结实验的收获和体会，共享对模拟CMOS集成电路设计的个人观点和理解。

5. 总结与展望通过本文的撰写和深度评估，我们不仅对模拟CMOS集成电路设计研究生课程实验进行了全面解析，同时也为读者带来了对这一领域的深刻理解和启发。

未来，希望能进一步探讨模拟CMOS集成电路设计的前沿技术和发展趋势，为电子工程领域的学术研究和技术应用提供更多有价值的内容。

cmos模拟集成电路设计_实验报告概论

北京邮电大学实验报告实验题目：cmos模拟集成电路实验姓名：何明枢班级：2013211207班内序号：19学号：2013211007指导老师：韩可日期：2016 年 1 月16 日星期六北京邮电大学电子工程学院2013211207班何明枢CMOS模拟集成电路与设计实验报告目录实验一:共源级放大器性能分析 (1)一、实验目的 (1)二、实验内容 (1)三、实验结果 (1)四、实验结果分析 (3)实验二:差分放大器设计 (4)一、实验目的 (4)二、实验要求 (4)三、实验原理 (4)四、实验结果 (5)五、思考题 (6)实验三：电流源负载差分放大器设计 (7)一、实验目的 (7)二、实验内容 (7)三、差分放大器的设计方法 (7)四、实验原理 (7)五、实验结果 (9)六、实验分析 (10)实验五：共源共栅电流镜设计 (11)一、实验目的 (11)二、实验题目及要求 (11)三、实验内容 (11)四、实验原理 (11)五、实验结果 (15)六、电路工作状态分析 (15)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 (17)四、实验原理 (21)五、实验结果 (23)六、思考题 (24)七、实验结果分析 (24)实验总结与体会 (26)一、实验中遇到的的问题 (26)二、实验体会 (26)三、对课程的一些建议 (27)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、实验内容1、启动synopsys，建立库及Cellview文件。

2、输入共源级放大器电路图。

《模拟CMOS集成电路设计》实验教学大纲

《模拟CMOS集成电路设计》实验教学大纲
课程代码：MICR2004
课程名称：模拟CMOS集成电路设计
英文名称：Design of Analog CMOS Integrated Circuits
实验室名称：微电子实验室
课程学时：72实验学时：18
一、本课程实验教学目的与要求
通过本课程的实验，可以进一步加强学生对《模拟CMOS集成电路设计》所学内容的理解和掌握，特别是培养学生的动手能力，达到掌握模拟集成电路的设计原理、设计方法和设计工具。

二、主要仪器设备及现有台套数
PC机现有25台; Work Station现有4台。

四、考核方式
1、实验报告：包括实验目的、实验工具、实验方法过程、实验结果（原理图，版图，DRC、LVS验证报告，GDSII文件）。

2、考核方式：
（1）实验课的考核方式：教师验收评定成绩。

（2）实验课考核成绩:根据实验完成情况和实验报告是否完整确定，实验成绩占课程总成绩的10%。

五、实验教材、参考书
1、教材：《模拟CMOS集成电路设计实验指导手册》，自编。

2、参考书：《模拟CMOS集成电路设计》. 陈贵灿（译），西安交通大学出版社.2003出版。

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2．流程方面有关的基础知识。 首先，在流程方面，需要掌握基本的流程。针对该实验，简单描述如下。 在给定的性能参数要求下，实现以电流镜做负载的基本五管差分运算放大器，首要 的任务就是找到每个放大器的性能参数与电路中元件参数之间的关系表达式，根据 各个参数之间的关系以及相应表达式，在适当折衷之后，根据给定的参数，逐个确 定元件参数，重点是 MOS 管的宽度、长度和偏置电压。然后利用设计工具（实验中 采用 cadence virtuoso composer）绘制相应的电路图，检查无误后，生成网表，利 用 仿 真器，进 行电路性能的前端仿真（实验中采用 cadence virtuoso analog environment） ，保证性能仿真正确；接下来，利用技术文档，在 cadence virtuoso layout editor 环境下进行版图设计，版图设计结束后，进行 DRC(设计规则检查)、 ERC(电学规则检查)、Extract(电路图抽取)、LVS(版图与电路图的对比)、寄生参数 提取；最后，利用提取的寄生参数，反标到原有电路中，进行再次的性能仿真，通 过后 type out。整个流程，描述如下图所示：
目
第一部分．前言 第二部分．实验的基础知识 第三部分．实验内容
录
1．cadence virtuoso schematic 进行电路图的绘制 2．cadence virtuoso analog environment 电路性能模拟 3．cadence virtuoso layout editor 进行版图设计 4．cadence virtuoso DRC Extract LVS 以及后仿真等。
5
第三部分．实验内容 （一） cadence virtuoso schematic 电路图绘制
一．实验目的 1． 进一步理解五管基本差分放大器的性能。 2．掌握电路图绘制工具 cadence virtuoso schematic 的使用。 二．实验内容 1．登陆工作站，启动 cadence custom IC design tools 环境。 具体操作如下： （1） 用学生密码 55555 登录 PC； （2） 启动 windows 系统后，双击打开 hummingbird connectivity; （3） 双击打开 exceed ,出现所有能建立连接的工作站列表； （4） 选择一个工作站，建立连接； （5） 用 student 帐户和 55555 密码登录 solaris 系统； （6） 在 solaris 系 统 IDE 桌 面 空 白 处 单 击 右 键 ， 弹 出 菜 单 ， 选 择 tools->terminal ； （7） 在打开的 terminal 中，敲入 cds.setup ,enter； （8） 敲入 icfb& enter;
17
（3） 依次单击 add － apply – ok ,模型文件选择完成， 返回到 cadence analog design environment 界面。 6．选择激励源 （1） 在 cadence analog design environment 界面，单击菜单 setup-> stimuli
在 library name 选 项 ， 选 择 刚 才 自 己 命 名 的 library ； tool 选 项 下 选 择
8
composer-schematic， 则 view name 自动定义为 schematic，自己命名 cell name , 例如 differentialamp ，点击 ok, 出现 schematic page,如图所示，在此 page 上，即 可绘制所设计的电路图。
相关的设计公式如下：
1
Rout
2 I SS N P
AV gm1 Rout
1/ Rout C L 3dB VIC (max) VDD VSG 3 VTN 1
VIC (min) VSS V DS 5 (sat ) VGS1,2 SR I SS / CL Pdiss VDD VSS ID
第四部分．附件
1．Cadence schematic simple tutorial 2. cadence virtuoso layout editor tutorial 3. SMIC 0.18 um library
第一部分． 前
言
本实验为微电子系专业选修课程《模拟 CMOS 集成电路设计》的配套实验。 本实验围绕如何实现一个给定性能参数要求的简单差分运算放大器而展开。 通过该实验，使得学生能够建立模拟集成电路设计的基本概念，了解设计 的基本方法，熟悉模拟 CMOS 集成电路设计的典型流程，了解在每一个流程中所 应用的 EDA 工具， 并能较熟练地使用每个流程对应的设计工具。通过让学生自己 分析每个流程中所出现的问题， 把课程所学知识联系实际，从而增强学生分析问 题、解决问题的能力。 本实验的内容以教材一至十章内容为基础，因此，该实验适合在开课学期 的后半部分时间开展。 本实验讲义内容安排如下，首先是前言，其次是基础知识，接下来是实际实 验内容，具体分成四个过程，最后是附录。建议在实际实验开始之前依次浏览三 个附件文档。
2
（1）整体：
（3） 后仿真：
（2） 电路设计
3
（4）设计整体流程见下一页。
3．EDA 工具使用方面的知识 在设计的每一个阶段，都有相应的 EDA 设计工具，在使用这些工具之前，需要仔 细阅读相关的使用手册。本实验手册以附件的形式，提供每个阶段设计工具的简单 使用手册，请参阅相关附件。
4
模拟集成电路设计整体流程
(2)新建 library，在如图所示对话框中填入相应的内容：
7
在默认的路径下自己命名 library name，右边技术文件，在这个实验中我们暂时不使用 技术文档，选择 “don’t need a techfile”. 点击 ok ,返回到 CIW 对话框； （3）新建一个 cellview ,单击 file->new->cellview,出现如图所示对话框：
15
4.选择仿真器 （ 1 ） 在 cadence analog design environment 页 面 下 ， 单 击 setup -> simulator/directory/host 命令，出现仿真器选择界面，分别如图：
（2）在 simulator 选择项里，罗列了所有能用的仿真器，选择 hspiceD, 单击 OK，运 行后出现如图所示性能模拟页面。 此图表示， 目前选择的性能仿真器为 hspiceD,性能模 拟的环境温度为 T=25 OC 。 （3）仔细察看该页面所描述的相关信息。
第二部分．实验的基础知识
该实验内容所涉及的基础知识包括两部分：电路方面、流程方面和 EDA 设计工具使用方 面。 1．电路有关的基础知识。 该实验是围绕如何实现基于 SMIC 0.18um 工艺下，一个给定性能参数要求的简 单差分运算放大器而展开，因此，以电流镜做负载的基本五管差分运算放大器的性 能分析是该实验的理论基础。具体内容在讲义以及课件相关章节中有详细介绍。以 下用一张图简单重述该电路的有关性能与各元件参数之间的关系分析结论。
1．掌握电路性能仿真工具 Spectre
/HSpiceD
的使用。
2．进一步理解五管基本差分放大器的性能。
二．实验内容
1．模型文件的准备 Spectre 仿真器所用的 MOS 模型文件后缀名为.scs；hspice 仿真器所用的 MOS 模 型文件后缀名为.mdl。现有的 SMIC 库中提供的是用于 hspice 的模型文件，并且提供了 “TT、FF、SS”三种，实验中采用 TT。实验中该模型文件所在位置的绝对路径如下： /data/smic/ms018_v1p6.mdl 2.打开实验一中的电路图 （1）登陆到工作站 solaris 系统之下， （2）运行 icfb& ,enter,进入 cadence 设计环境。 （3）在 CIW 窗口 file->open，选择实验一中设计的电路图，打开。 （4）运行“check and save”,确保没有任何错误。 3．进入性能模拟环境 在 schematic page 页面下，单击 tools->analog environment ,出现 cadence analog design environment 性能模拟页面，分别如下图所示:
三．思考题 1．电路图绘制中，GND 的物理意义是什么？ 2．如何把实验中差放的输入信号替换成管脚？ 3．电路图绘制后，check and save 命令执行后出现错误，从哪儿可以得到错误的相关 信息？
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第三部分 实验内容 （二） 利用 Spectre /HSpice 进行性能模拟 一．实验目的
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5．选择电路中元器件的模型 (1)实验中主要是选择 NMOS 和 PMOS 的模型。在上述页面下，单击 setup -> model libraries ,出现模型选择窗口，分别如图所示：
(2)单击模型选择窗口右下角 browse 按钮 ,出现 unix browser 窗口，在该窗口中，找 到模型文件位置的绝对路径，/data/smic/ms018_v1p6.mdl 单击 ok，
或者单击 setup -> stimuli file ，可以从外部导入激励源，需要注意的是该操作对 应于输入信号在 schematic 中是用 input 类型的 pin 表示。 （2）本实验中采用直接在 schematic 中接入输入信号，因此无需在施加激励源。 7．选择性能模拟的类型 （1）在 cadence analog design envrionment 界面下单击菜单 analysis -> choose, 出现 hspiceD 所提供的分析类型列表，如图所示 （2）hspiceD 提供了共 5 中分析类型，依次为 dc(直流特性分析)、tran（瞬态响应分 析） 、ac（交流特性分析） 、noise（噪声特性分析）和 op（工作点分析） 。期中 op 为每 次模拟都必须先完成的性能模拟。