五管放大器設(shè)計(jì)報(bào)告

五管放大器設(shè)計(jì)報(bào)

告簡(jiǎn)單差分放大器設(shè)計(jì)報(bào)告TOC\o"1-5"\h\z摘要 3一、 設(shè)計(jì)要求 4二、 設(shè)計(jì)原理 6MOS管工藝參數(shù) 62.2相關(guān)計(jì)算公式 6電流、 6跨導(dǎo)g 7電阻r 82.2.4電導(dǎo)與增益 82.3確定MOS管尺寸 9三、 電路仿真 113.1差分放大器仿真電路圖 113.2差分放大電路靜態(tài)仿真 123.3差分放大電路動(dòng)態(tài)仿真 153.4MOS管不同寬度對(duì)比 18四、 版圖設(shè)計(jì) 194.1版圖設(shè)計(jì)優(yōu)化 194.2版圖繪制 234.3版圖DRC檢測(cè) 254.4版圖LVS檢測(cè) 274.5版圖PEX仿真 29五、 總結(jié) 30簡(jiǎn)單差分放大器設(shè)計(jì)報(bào)告摘要作為普通單端輸入放大器推廣的差分放大器用于處理兩個(gè)輸入信號(hào)的差值，而與輸入信號(hào)的絕對(duì)值無關(guān)，其把兩個(gè)輸入信號(hào)的差值以一個(gè)固定的增益進(jìn)行放大，一般作為功率放大器和發(fā)射極耦合邏輯電路的輸入級(jí)使用。兩個(gè)參數(shù)完全相同的晶體管以直接耦合的方式構(gòu)成放大器，若兩個(gè)輸入端輸入大小相位完全相同的信號(hào)電壓，則放大器的輸出為零，能夠經(jīng)過這一特點(diǎn)來抑制零點(diǎn)漂移，使放大器用作于直流放大器。在集成電路中，差分放大器可用于去除兩個(gè)信號(hào)源中不需要的共模信號(hào)，僅放大差分信號(hào)，可有效抑制隨時(shí)間變化的電源電壓波動(dòng)、襯底電壓波動(dòng)、溫度變化產(chǎn)生的共模噪聲。在差分放大電路中，電流鏡能夠精確的復(fù)制電流而不被工藝和溫度影響，因而差分正確尾電流源用NMOS來鏡像，負(fù)載電流源用PMOS來鏡像，且電流鏡中采用相同參數(shù)的MOS管來減小邊緣擴(kuò)散。MOS管的溝道長度對(duì)閾值電壓影響較大，因此，電流的比值可經(jīng)過寬度來調(diào)整，從而使整個(gè)放大電路達(dá)到最佳性能。一、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單差分放大器（五管放大器），需知五管放大器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但增益小，一般增益在50dB以下，其基本電路圖如下：

圖1-1差分放大器電路圖其仿真系統(tǒng)中電路圖可設(shè)計(jì)如下:圖1-2電路原理圖電路性能參數(shù)要求如下:性能參數(shù)工藝0.35umMOS工藝電源電壓3.3V增益G^45dB單位增益帶寬100MHz輸出擺率SR200V/us負(fù)載電容cl5pF功耗、面積盡量小二、設(shè)計(jì)原理2.1MOS管工藝參數(shù)基于0.35umMOS工藝，查看model文件可知設(shè)計(jì)差分放大器電路所需MOS管主要參數(shù)：NMOS管參數(shù)NMOS管參數(shù)遷移率u0463.674cm2/Vs柵氧厚度tox7.46x10-9m閾值電壓vth0.6027VPMOS管參數(shù)PMOS管參數(shù)遷移率u0170.9075cm2/Vs柵氧厚度tox7.46x10-9m閾值電壓vth-0.8427V2.2相關(guān)計(jì)算公式2.2.1電流iD（1）已知電流公式:

知:‘D=2"CoxLW"—V知:‘D=2"CoxLW"—V2dsat其中C為單位面積柵氧化層電容，ox匕為過驅(qū)動(dòng)電壓。且已其中esi?C_￡兩_3.453x10-11

ox—T2—7.46x10-9w4.629x10-3FdsatGSth二氧化硅介電系數(shù)約為3.453x10-13F/cm。（2）以輸出擺率求總電流因輸出擺率SR=、，且設(shè)計(jì)要求輸出擺率SR為200V/us，負(fù)CL載電容cl為5pF則:‘_