集成电路课程设计之运算放大器设计实现讲解VIP免费

HarbinInstituteofTechnology课程设计说明书（论文）课程名称：集成电路课程设计设计题目：二阶带密勒补偿的运算放大器的IC设计与实现院系：微电子科学与技术系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学课程设计任务书姓名：院（系）：航天学院微电子科学与技术系专业：电子信息科学与技术班号：11121201班任务起至日期：2014年9月9日至2014年9月26日课程设计题目：二阶密勒带补偿的运算放大器的IC设计与实现已知技术参数和设计要求：第一部分电路设计与模拟设计一个运算放大器。·确定电路结构；·设计电路中各器件尺寸以达到设计参数要求；·采用Hspice或Spectre对电路进行直流、交流、瞬态等仿真，并对以下放大器相关特性进行仿真，例如：开环增益的幅频和相频响应、CMRR、PSRR、共模输入范围、输出电压摆幅、压摆率（slewrate）、建立时间、噪声、功耗等。第二部分版图设计与验证·掌握所给CMOS集成电路工艺规则，进行版图设计；·根据CMOS集成电路工艺规则文件，对版图进行DRC验证；·完成版图与电路的一致性检查（LVS验证）；·完成版图的寄生参数提取（PEX）。基本要求：·学会电路原理图和版图编辑软件的使用；·学会电路模拟软件的使用；·掌握集成电路性能与电路结构和器件尺寸之间的关系，能够正确分析和设计电路；·掌握CMOS集成电路制造工艺基本流程及其所需的光刻掩膜版，以及每块光刻掩膜版的作用，能够识别集成电路版图；·掌握集成电路版图设计规则的含义以及消除或减小寄生效应的措施，能够正确设计集成电路版图；·学会版图设计规则检查（DRC）、电路与版图一致性检查（LVS）、版图参数提取（LPE/PEX）软件的使用。·要求学生设计实践结束后撰写实践报告，提供各个设计实践环节的结果。工作量：本课程设计在每位同学学习集成电路设计及版图EDA工具的使用的基础上，在备选参考题目中任选其一，完成电路设计及版图设计。熟悉开发环境、学习电路设计和版图设计EDA工具使用：10学时分析题目、确定设计方案：10学时设计、验证以及仿真分析、整理数据：20学时工作计划安排：2014.9.9--2014.9.10学习spectre等电路设计EDA工具软件，分析设计题目2014.9.11--2014.9.14设计电路，进行电路仿真和验证2014.9.15--2014.9.16学习virtuoso、calibre等版图设计EDA工具软件2014.9.17--2013.9.19根据所给的工艺规则进行版图设计，并整理数据2014.9.20开始撰写课程设计报告同组设计者及分工：指导教师签字___________________年月日教研室主任意见：教研室主任签字___________________年月日*注：此任务书由课程设计指导教师填写。一.功能描述设计如下图的放大器，负载电容CL=125fF。运算放大器指标制定：Av>9000V/V，VDD=3.3V，GB>25MHz，SR>30V/μs，60°相位裕度，ICMR=1.3-2.8V，Vout摆幅=0.5-3.0V,Pdiss≤1mW。基于cadence软件仿真环境，设计时MOS管参数取下列值：VTHN＝0.645V，|VTHP|=0.867V，Kn’=110μA/V2，Kp’=50μA/V2,λn＝0.04V-1，λp＝0.05V-1（有效沟道长度为1μm时）,λn＝0.01V-1，λp＝0.01V-1（有效沟道长度为2μm时），γ=0.4。二.电路设计1.参数设计Step1：根据相位裕度PM=60deg的要求，求Cc（假定ωz>10GB）;考虑零点的影响，CC的选取：PM=60°时，GB处60180ccc21zppGBtgarGBtgarGBtgar令ωz=10GB时601801.0cc902tgarGBtgarp若PM>60°,ωp2>2.2GB，并由ωz=10GB2.210mIImIILCggCC由此可得：LCCC22.0,CL=125fF,取CC=80fF,由于实际需要取100fF。Step2：由已知的Cc并根据转换速率的要求（或功耗要求）选择SSI（5I）的范围；cCISR5，并考虑功耗问题VDD×(I5+I6)≤2mW,这里我们取I5=5μA。Step3：由计算得到的电流偏置值(I5/2),设计W3/L3（W4/L4）满足上ICMR（或输出摆幅）要求，即饱和区条件；极限情况下，即ICMR达最大4.5V时，M3，M4管的过驱动电压为：3,4ODDDTHnTHpVVICMRVVM3，M4均工作在饱和区：,3||INCMMAXDDGSTHNVVVV（VTHN＝0.645V，VDD=3.3V）VSG3≤1.1V,取VSG3=1.06V，即3ODV=0.2V由此可得，M3，M4管的漏电流：2253(4)3,411/2()2022poxODpoxDDTHnTHpWWIICVCVICMRVVALL而233GS3TPI1/2(W/L)(V|V|)POXC233GS3TP(W/L)2/((...