模拟集成电路设计ch12开关电容电路
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非理想对称差动放大器的设计与仿真 实验目的:(1)熟悉PSPICE 软件的使用方法;(2)运用PSPICE 软件对非理想差动放大器进行设计与仿真;实验内容:1 电路参数设置已知参数指标: K R C 51=,K R C 5.52=,,1001=F β,1102=F βA S 151105-⨯=I ,A S 152105.5-⨯=I , 3Q ,4Q 的100=F β, I A S 15105-⨯=。
晶体管的选择:根据分析,选用元件库中的晶体管Q2N2222和Q2N3904。
输入电压的选择:根据分析,选用元件库中的VDC ,VSIN ,VSRC ,VSTIM 。
输入电阻的选择:根据分析,选用元件库中的Rbreak ,R 。
2 电路的直流分析的部分输出图1 设计电路图如上图1,差动放大电路中输入交流电压为1V ,-1V .在差动晶体管中由于配对晶体管参数失配和集电极负载电阻C R 失配使差动放大电路的性能变差,主要表现为:当输入加差模信号时输出会产生共模分量,当输入加共模信号时会产生差模分量.如果下一级也是差动放大电路,这种差模输入-共模输出或共模输入-差模输出的转换对整个放大电路的性能将产生十分不利的影响。
以下通过电路来分析讨论这一问题。
图2 差分放大电路直流工作点各个晶体管直流工作点见附录2,其上半部分为三极管的直流偏置情况。
IC 行列出了四个晶体管的工作电流分别为10.405CQ I MA =,20.444CQ I MA =, 30.861CQ I MA =,40.983CQ I MA =。
而IB,VBE,VBCVCE 为三极管的其他直流工作点参数。
图3 直流传输特性图3是当输入信号V1由0.125+变化时,输出电压V01和V02的变--0.125化曲线。
利用直流扫描分析可以清楚地看到直流传输特性,为分析电路直流工作状态提供方便。
3 交流小信号分析图4 差模输出曲线如上图为输入差模信号时输出电压曲线。
模拟集成电路设计教学大纲目录一、课程开设目的和要求2二、教学中应注意的问题2三、课程内容及学时分配2第一章模拟电路设计绪论2第二章MOS器件物理基础2第三章单级放大器3第四章差动放大器3第五章无源与有源电流镜3第六章放大器的频率特性3第八章反馈3第九章运算放大器3高级专题3四、授课学时分配4五、实践环节安排4六、教材及参考书目5课程名称:模拟集成电路设计课程编号:055515英文名称:Analog IC design课程性质:独立设课课程属性:专业限选课应开学期:第5学期学时学分:课程总学时___48,其中实验学时一-一8。
课程总学分--3学生类别:本科生适用专业:电子科学与技术专业的学生。
先修课程:电路、模拟电子技术、半导体物理、固体物理、集成电路版图设计等课程。
一、教学目的和要求CMOS模拟集成电路设计课程是电子科学与技术专业(微电子方向)的主干课程,在教学过程中可以培养学生对在先修课程中所学到的有关知识和技能的综合运用能力和CMOS模拟集成电路分析、设计能力,掌握微电子技术人员所需的基本理论和技能,为学生进一步学习硕士有关专业课程和日后从事集成电路设计工作打下基础。
二、教学中应注意的问题1、教学过程中应强调基本概念的理解,着重注意引导和培养学生的电路分析能力和设计能力2、注重使用集成电路设计工具对电路进行分析仿真设计的训练。
3、重视学生的计算能力培养。
三、教学内容第一章模拟电路设计绪论本课程讨论模拟CMOS集成电路的分析与设计,既着重基本原理,也着重于学生需要掌握的现代工业中新的范例。
掌握研究模拟电路的重要性、研究模拟集成电路以及CMOS模拟集成电路的重要性,掌握电路设计的一般概念。
第二章MOS器件物理基础重点与难点:重点在于MOS的I/V特性以及二级效应。
难点在于小信号模型和SPICE模型。
掌握MOSFET的符号和结构,MOS的I/V特性以及二级效应,掌握MOS 器件的版图、电容、小信号模型和SPICE模型,会用这些模型分析MOS电路。
《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。