放大器-场效应管

/１绪论1。1设计背景随着集成电路技术的日益进步,使得计算机辅助设计（ＣAＤ）技术已成为电路设计师不可缺少的有力工具.国内外电子线路CＡＤ软件的相继推出与版本更新,使CAD技术的应用渗透到电子线路与系统设计的各个领域,如芯片版图的绘制、电路的绘图、模拟电路仿真、逻辑电路仿真、优化设计、印刷电路板的布线等.CＡD技术的发展使得电子线路设计的速度、质量和精度得以保证。在众多的CAＤ工具软件中，Ｓpice程序是精度最高、最受欢迎的软件工具,虽然SPICＥ开发至今已超过2０年，然而其重要性并未随着制程的进步而降低。就国内的设计环境而言，商用的ＳPIＣE模拟软件主要有Hspicｅ、Psｐｉｃｅ、SBTspice、SｍaｒtＳpice与Tspice等。HSpicｅ是Sｐｉｃe程序应用在PC上的程序，它的主要算法与Sｐice相同。由于ＨSpiceA/D程序集成了模拟与数字电路的仿真运算法,它不仅可以仿真单一的模拟电路或数字电路，而且可以有效、完善地仿真模拟和数字混合电路。经过多年的改版，HＳpｉcｅA/D以其强大的功能及高度的集成性而成为先进最受欢迎的电路仿真软件。１.2设计目标1。完成结型场效应管放大器及虚拟ＮMOS反相器电路的设计。2.用HSｐicｅ线路仿真软件对以上电路进行瞬态、交流模拟仿真，并观察波形。２结型场效应管放大器2.1电路原理图图2.１结型效应管放大器原理图2.2HSＰIＣE编程N-CＨANＮELＪＦETＡMPLIＦＩEＲJ1546JMＯＤVS10ＡC０．５SIＮ(00．51KHＺ）RS１250VI23DC０C1341UR140500KＲ２601。5KＲ３593.５KＣ26010UＣ3571UVX７8DC0RL８０2０KVDD9020。MＯDEＬJＭOＤＮJF(ＩS＝1E—12RＤ=10RＳ=０BEＴA=1E—3＋CGＤ＝5PＣＧS=1PVTＯ=—5）.ＡCDEC1011Ｇ。ＴＲAN/OP10U2M。PROＢE．ENＤ2.3仿真结果结型场效应管放大器电路的输入波形V（VIＮ1VIＮ2)和输出波形Ｖ（Ｙ,X)如图2。2示.图２。2结型效应管放大器仿真波形3虚拟NMOS实现反相器3。1电路结构虚构NＭOS实现反相器电路，PMOＳ和ＮMＯＳ管进行全互补连接方式，栅极相连作为输入,电路上面是两个PMOS并联，PMＯS的漏极与下面NＭOＳ的漏极相连作为输出,POMS管的源极和衬底相连接高电平，NＭOＳ管的源极与衬底相连接低电平；原理图如图3。１图3.1虚拟NMOC反相器器原理图３．2HSPICE编程TIＯNSLＩSTPOSＴ=2Ｍ11033MＰW=30uL=2ｕM2120０MNW=2０ｕL＝2uＣ10０。1PＶDD305VIN２0PＷL（005０n070n5170n５190n０）.ＭODＥLMPPMOS(ＬEＶEL=1VTO＝—0.９KＰ=20uGAMMA=0.6PHI=0.6LAMBDA=0。０2）。MODELMNNMOS(ＬＥVEL＝１VTＯ=0。8KP=40uGAＭMA=0.5PHI=0。６LAMＢDA=0.０１)．TＩONSＬISＴPOST=２Ｍ1１033MPW=３０uＬ=2uM2１200MNW=20ｕL=2ｕC10０．１PVＤD30５VIＮ2０PWL(0０５0ｎ0７0n5170ｎ5190n0）.MＯDELMPPMOＳ（LＥVＥL=1ＶTＯ=－0.9KＰ=20ｕGＡMＭA=0．6PHI=0。6LＡMBDA=0.02)．ＭOＤELMNNMOS(LＥVEL=1ＶTO=0。８ＫP=40uGAＭＭA＝0.５ＰHI=0.６LＡMBDＡ=０。01）3。2虚拟NＭＯC反相器电路仿真观察波形图3。２虚拟NMOC反相器仿真波形图图3.2虚拟ＮMＯC反相器仿真波形虚拟NMOC反相器电路的原理图的仿真输出波形与预期的基本一致，并且符合输入输出的逻辑关系，电路设计真确无误。总结通过对典型的模拟电路的设计、用HSpiｃe仿真和ＩC集成电路的原理图和版图的绘制及仿真，对模拟电路的工作原理有了进一步的了解.再借助典型器件特性的探讨、HSpicｅ指令于放大器各项参数的测量模拟，tａnｎer软件模拟电路的原理图绘制，熟悉了HSpice和tanneｒ在此方面的应用,以增强计算机辅助电路模拟与设计的信心。通过两个教学周的设计，综合运用所学的知识完成了设计任务.使我更进一步熟悉了专业知识，并深入掌握仿真方法和工具、同时为毕业设计打基础的实践环节。进一步熟悉设计中使用的主流工具，学习了良好的技术文档撰写方法;掌握了逻辑设计的基本方法；加深学习并掌握半定制ＩC的前端设计方法，了解后端设计;加深综合对所学课程基础知识和基本理论的理解好掌握,培养了综合运用所学知识，独立分析和解决工程技术问题的能力；培养了在理论计算、制图、运用标准和规范、查阅设计手册与资