《集成电路 CAD》课程设计报告课 题：基于 Spectre 运算放大器的设计一：课程设计目标及任务利用 Cadence软件设计使用差分放大器，设计其原理图，并画出其版图，模拟器各项性能指标，修改宽长比，使其最优化。二：运算放大器概况运算放大器（ operational amplifier ），简称运放（ OPA），如图 1.1所示：图 1.1 运放示意图运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算机的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管或真空管、分立式元件或集成电路元件， 运算放大器的效能都已经接近理想运算放大器的要求。 早期的运算放大器是使用真空管设计的，现在多半是集成电路式的元件。 但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。三：原理图的绘制及仿真3.1 原理图的绘制首先在 Cadence电路编辑器界面绘制原理图如下：图 3.1 电路原理图原理图中 MOS 管的参数如下表：Instance name Model W/m L/m Multiplier Library Cell name View name M1 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M2 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M3 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M4 pmosl 1.1u 550n 1 Gpdk180 pmos symbol M5 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol M6 nmosl 800n 500n 1 Gpdk180 nmos symbol 另：图中所使用的电压源为5v 3.2 运算放大器的增益仿真首先绘制测试电路原理图如下：图 3.2.1 运算放大器增益仿真电路图图中包含运算放大器电路和偏置电路两部分。偏置电路为运算放大器提供电源电压 （VDD ）、共模电压（Vcm）以及偏置电流 （Ibias），从而确定运算放大器的直流工作点。输入电压加在运算放大器的两个输入端之间，大小设置为1V 的交流信号，从而使得输出电压的大小与增益一致，从而减少了设计步骤。在 ADE窗口选择交流仿真，扫描变量为频率，扫描范围为0.1Hz~1GHz。完成设置后进行仿真。因为输入交流电压是1V，因此输出端“ Vout”的电压值等于运算放大器的增益。为了观察幅频特性，需要计算输出端电压的幅值。通过“Mag”，对“ Vout”进行取幅值的预处理，然后就可以将处理好的仿真结果输出到“ Waveform”中观察。...
