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文档分类:通信/电子

全差分CMOS运算放大器设计.doc


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全差分CMOS运算放大器设计.doc
文档介绍:
CMOS运算放大器的设计
       
     
        

      
      报告人:
      
    

  指导老师:















        二0一三年十一月

              目录

第一章 绪论ﻩ4
1.1设计平台及软件介绍ﻩ4
1.1。1 PSPICE简介ﻩ4
1。1.2 L-Edit简介ﻩ4
1.1.3 Cadence OrCAD Capture简介ﻩ4
1.2 设计方法 5
1.2。1CMOS运算放大器设计方法 5
1。2.2运算放大器的性能优化ﻩ5
第二章 全差分运算放大器基础ﻩ7
2.1 MOS器件基本特性ﻩ7
2。1.1 MOSFET的结构和大信号特性 7
2。1.2 MOSFET的小信号模型ﻩ8
2。2运算放大器概述 9
2。3全差分运算放大器特点ﻩ10
第三章 CMOS模拟运放设计ﻩ12
3。1设计目标ﻩ12
3。2电路结构分析ﻩ12
3.3.1 输入级设计ﻩ13
3。3.2电流镜电路 14
3.3.3偏置电路ﻩ15

3.3。4 输出级 16
3.3.5 整体电路 16
第四章 运放参数的模拟与测量 18
4.1瞬态分析 18
4.2 温度特性ﻩ19
4.3输出阻抗ﻩ20
4.4交流特性分析 21
5.1版图设计基础ﻩ22
5.1.1设计流程ﻩ22
5。1。2 L—edit中的版图设计ﻩ23
5.2 版图设计 24
5.3版图参数的提取并仿真ﻩ25
5。3.1版图参数的提取和修改ﻩ25
5.3。2电路仿真 26
第六章 总结ﻩ28
【参考资料】ﻩ29
附录: 30
一、Pspice仿真代码: 30
1、原理层次仿真代码(偏置电压由直流电压直接替代) 30
2、MOS分压电路中MOS宽长比确定电路 31
3、最终Pspice仿真代码 32
二、版图生成代码 33

三、版图修改代码 36




第一章 绪论
1。1设计平台及软件介绍
1.1.1 PSPICE简介
  PSPICE是由SPICE(Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis)发展而来的用于微机系列的通用电路分析程序。于1972年由美国加州大学伯克利分校的计算机辅助设计小组利用FORTRAN语言开发而成,主要用于大规模集成电路的计算机辅助设计。
PSPICE仿真软件具有强大的电路图绘制功能、电路模拟仿真功能、图形后处理功能和元器件符号制作功能,以图形方式输入,自动进行电路检查,生成图表,模拟和计算电路。它的用途非常广泛,不仅可以用于电路分析和优化设计,还可用于电子线路、电路和信号与系统等课程的计算机辅助教学.与印制版设计软件配合使用,还可实现电子设计自动化。被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件,具有广阔的应用前景。
1。1。2 L—Edit简介
  L—Edit是专用集成电路设计软件TannerTools中的主要版图设计软件,是一个用来制造集成电路掩膜的版图设计工具。L—Edit中的层与掩膜生产过程相关联,不同的层能被方便地显示为不同的颜色和样式,并且每层间相互独立。L-Edit以文件、单元、简单的掩膜的形式描述版图设计。其最大的特点是速度快、功能强、使用方便和分层设计。

1.1.3 Cadence OrCAD Capture简介
    Cadence、OrCAD、Capture 是线路图输入系统,具有快捷、通用的设计输入能力,针对设计一个新的模拟电路、修改现有的一个 PCB 的线路图、或者绘制一个 HDL 模块的方框图,都提供了所需要的全部功能.它运行在 PC 平台,用于 FPGA 、 PCB 和Cadence、OrCAD、PSpice设计应用中,它是业界第一个真正基于 Windows 环境的线路图输入程序,易于使用的功能及特点已使其成为线路图输入的工业标准。


1.2 设计方法
1。2.1CMOS运算放大器设计方法
CMOS运算放大器的设计通常包括结构设计和器件设计两个状态。首先,寻找可行的结构,如果选择的结构不符合要求,则需要修改结构或重新设计.一旦 符合条件,接着进行器件设计,确定直流工作点、器件尺寸和偏置网络,必须仔细计算器件的尺寸以满足运放的交、直流要求。为了满足所有的设计指标,这两个设计
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