单级放大器性能仿真

1、课程名称 实验项目 实验室 姓 名 学号专业班级 实验时间辽宁工程技术大学实验报集成电路设计基础 单级放大器性能仿真 计算机软件实验室 张 宇 0906110227 电信09-2班2011年12月10日实验成绩评阅教师预习报告一、实验目的1、掌握电阻负载、带源极负反馈的共源级的性能仿真方法。2、掌握源跟随器、共源共栅级的性能仿真方法。二、实验内容与步骤1、电阻负载的共源级（1）画电路图，加入电源电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电 源电压名为vvdd），输入电压为1V （将输入电压改为vvin），电阻值为1K 欧，晶体管的栅宽为100u，栅长为1u，（2）生成spice文件，并且加入inc

2、lude命令、DC transfer sweep命 令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout命令，仿真， 进行记录。2、带源级负反馈的共源级（1）画电路图，加入电源电压和输入电压，电源电压为3V（将电源电 压名为vvdd）输入电压为1V （将输入电压改为vvin），负载电阻值为1K 欧，源级电阻为50欧，晶体管的栅宽为100u，栅长为2u。（2）生成 spice 文件，并且加入 include 命令、DC transfer sweep 命令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout命令，仿 真，对结果进行记录。3、源跟随器（1）画电路图，加入电源

3、电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电 源电压名为vvdd），输入电压为1V （将输入电压改为vvin），源级电阻为 5000欧，晶体管的栅宽为22u，栅长为2u。（2 ）生成spice文件，并且加入include命令、DC transfer sweep命 令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout和vin命令, 仿真，对实验结果进行记录。4、共源共栅级（1）画电路图，其中电压源名称改为vb，电压值改为2.5V。（2）加入电源电压和输入电压，其中电源电压为3V（将电源电压名为 vvdd），输入电压为1V （将输入电压改为vvin），负载电阻为5000欧，共 源管的栅宽

4、长比为100/1u，共栅管的栅宽长比为20/1u。（3）生成spice文件，并且加入include命令、DC transfer sweep命 令（vvin从0到3V扫描，步长为0.02）、输出直流电压vout和共源管的 漏端电压（即网表中的N1点）命令。（4）仿真，其中黄色线为输出电压，绿色线为共源管的漏端电压（即网 表中的N1点），对实验结果进行记录。（5）修改图2.15的网表文件，将直流扫描电压源由vvin改为vvdd， 然后输出N1节点的电压，仿真，对实验结果进行记录。实验原始数据记录1、电阻负载的共源级电阻负载的共源级电路加入电源后的共源级完整的spice文件卡 SPICE netli

5、st written by S-Edit Win32 10.10Written on Dec 9/ 2011 at 14:38:30Waveform probing be.options probef ilename=rrFileO . dat+ probesdbf ile=rrFileO . sdbrr+ probetopniodule= rrModuleOr,.include ,FC : Program Files Tanner EDA T-Spice 10. Iinodelsnil2_125 .md,rMain circuit: ModuleOMl vout v

6、in Gnd Gnd NMOS L=lu W=100u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uR2 Vdd vout 1000 TC=O.O,vin vin Gnd 1.0wdd Vdd Gnd 3.0.de lin source vin 0 3 0.02.print de v(vout)End of main circuit: ModuleO) *OAModuleO2、带源级负反馈的共源级带源级负反馈的共源级电路图加入电源后的带源级负反馈的共源级X7完整的SPICE文件舌 SPICE netlist written by S-Edit Win32 10.10Written o

7、n Dec 9f 2011 at 15:13:06Waveform proto ing be.options probef ilename=rrFileO . dat+ probesdbf i le=rrFi leO . sdbrr+ prokietopmodule=rrModuleOrr.include ,rC : Program Files Tanner EDA T-Spice 10. Iniodelsml2_12 5 .indrrHain circuit: HoduleOMl out in N2 N2 NMOS L=2u W=100u AD=66p PD=24u

8、AS=66p PS=24uR2 N2 Gnd 50 TC=O.Qr 0.0R3 Vdd out 1000 TC=O.O, 0.wdd Vdd Gnd 3.0win in Gnd 1.0.de lin source win 0 3 0.02 .print de v(out)End of main c ircuit: HoduleO仿真结果加入电源后的源跟随器3、源跟随器源跟随器完整的spice文件SPICE netlist written toy S-Edit Win32 10.luWritten on Dec 2 011 at. 08:57:27古 Wave f or in proto i n

9、g coiriinands, prolzie. pt. ions probef i lenmrri已=ppFil已口- dat.”+ pruljescUjf i 1 e =rrC : Ducimient.s and Sett, ings1, Adininist.rat. r桌面、F i leu . sdjpr+ prob e t o pinodu le=prMijdu 1 e uprinc 1 ucle E : crnus上申IT-Spic已 1U - 1itio匚1已 1 mtn 12_125 .rnd”古 Main circuit.: MocIuIeOMl VdiZl in out. ou

10、r. NMOS L = 2u TiT=2 2u AD=6 6p PD = 2 4u AS=6 6p PS = 24uR2 uut Gnd 50UU TC = U.Q/ U.Uwckl Veld Gnd 3 . uwin in Gnd 1. u.de lin source win u 3 u 02.pr int. v ( ut.) v ( in)古 E nd o f ina in circ u i t.: Mo du 1 e 04、共源共栅级加入电源后的共源共栅级共源共栅级完整的spice文件SPICE netlist written by S-Edit Win32 10.10Written o

11、n Dec 9 f 2011 at 13:50:20Waveform probing commands .probe.options probef ilenaine= ,FFileO . dat+ probesdbf i le= F,C : Documents and Sett ings Administrator BFileO.3db + probetopinodule=rrModuleOrr.include rrE : cmos_t T-Spice 10 . Imodelsml2_12 5 .mdrrMain circuit: ModuleOMl N1 in Gnd Gnd NMOS L=

12、lu W=100u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24uM2 out N2 N1 N1 NMOS L=lu W=20u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u R3 Vdd out 5000 TC=O.O, 0.0 vb N2 Gnd 2.5 wdd Vdd Gnd 3.0 win in Gnd 1.0.de 1 in source win 0 3 . 02 .print v(out) v(N1)End nf ms 1 n n 1 rni 11.: Nnriu 1 pn仿真结果直流扫描电压源由vvin改为vvdd仿真结果思考题2仿真结果实验结果分析与实验体会实

13、验结果分析：1、比较图2.4和图2.8,说出区别及原因。2、将图2.11中的网表中的电阻值改为1k欧，然后再进行仿真，将仿真结 果与图2.12比较，说出区别并说明原因。3、分析图2.17并作出说明。解答：1、图2.4与2.8区别在于，图2.8中函数比2.4中的最低值要低，而且 2.8中的函数下滑段是比2.4时间长的，水平段同样比2.4长。这是因为 图2.8中加入了源级电阻并且宽长比减小，作为以电阻为负载的共源级， 当其他参数为常数的时候，通过早呢广大w/l或者减小w/l都可以提高Av 的幅值。较大的器件尺寸会导致较大的器件电容，较高的Vrd会限制最大 电压百夫。如果Vrd保持常数，同时减小Id，那么Rd必须增大，这样会 大致输出节点的时间常数更大。2、当将电阻值更改为1k时，发现此时的仿真结果比原来的开始时间段的 时间常数要长，而且最后的幅值比原来要小。这是因为，正如模拟电路设 计的八边形规则所阐述的，当其他参数不变的时候，Rd增大时会使输出节 点的时间常数更大。3、N1节点处的电压随着vvdd的增加不断增加，但是增加的幅度开始阶段 比较缓慢，后期增加迅速，这是因为后期的时候，vvdd的电压基本上等