CMOS模拟集成电路设计导论实验报告

PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 1 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： 60-80dB 0dB 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 PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 2 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。 PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 3 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Virtu oso Schematic Editing 中绘制电路图如下（先未加电容）： PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 4 测试电路如下， PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 5 进行直流和交流仿真， 交流仿真参数设置，从 1Hz到 500MHz： PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 6 PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 7 仿真结果，带宽为 322MHz，增益 60.92dB，但相位裕度是负的 PB05203094 赵占祥 CMOS 模拟集成电路设计导论实验报告 8 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。 PB052030...