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用Cadence Virtuoso IC617结合gm/id方法设计运放（五管OTA加共源极）

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用Cadence Virtuoso IC617结合gm/id方法设计运放（五管OTA加共源极）

2024-07-15 14:22| 来源: 网络整理| 查看: 265

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文章目录 前言一、设计步骤1.原理描述2.设计过程（过程不唯一）3.搭电路计算nmos,pmos 中的w总电路图 4 仿真1输入共模范围2.共模增益3.差模增益4.-3db带宽5.功耗6.压摆率

文章参考： http://t.csdn.cn/7SfzC http://t.csdn.cn/EFwhk http://t.csdn.cn/ujpfD

注： 1.选取最小栅长180nm的两倍作为晶体管栅长，定以下尺寸。晶体管栅长的最小步进是10nm，也就是说，只能是180nm，190nm这样取值，而不能取185nm，会导致W/L的实际取值和计算稍微有点偏差。 2.主要熟悉设计和仿真流程，怎么修改参数到达要求，还没弄太明白，后续慢慢学习

前言

设计目标 在这里插入图片描述

一、设计步骤 1.原理描述

在这里插入图片描述

2.设计过程（过程不唯一）

在这里插入图片描述

3.搭电路 计算nmos,pmos 中的w

确定NMOS M0，M1宽，选L=0.54um=540nm，打开之前NMOS中gmid-id/w的图，找到L=0.54um=540nm下，gmid-id/w的所对应的曲线，算出W

W=I/ id/w W=I/ id/w = 50ua / 10.7177 = 4.67

在这里插入图片描述 同理算出PMOS中的宽。 在这里插入图片描述 PMOS L=540nm时id/w=1.8923A，W=W=I/ id/w =50uA/1.8923=26.42 在这里插入图片描述

总电路图

在这里插入图片描述 创建symbol 在这里插入图片描述 基本电路

4 仿真

对设计5点要求进行验证

1输入共模范围

电路图 在这里插入图片描述 仿真设置 设置变量，dc仿真 在这里插入图片描述 对输入管进行共模仿真 打开计算器，os ---- 点击输入管，-------选中resign----- 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 共模范围 550.0mv—1.8v 不满足 在这里插入图片描述

2.共模增益

电路图 在输入共模电平添加一个小信号，设置小信号幅值为1，那么输出的Vout就是共模放大倍数 设置好先运行一下，不然后续步骤不能运行 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

仿真 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 点击输出 在这里插入图片描述

3.差模增益

一个小信号变化叠加在两输入之间，对于放大器而言就是输入了一个差模信号，现设置差模信号幅值为1，那么输出的Vout就是差模放大倍数

电路图：添加 vsin ，频率为1M，AC magnitude为1V 在这里插入图片描述

电路图 在这里插入图片描述

仿真 在这里插入图片描述

增益37.8794db , -3db带宽233.507Khz, 在这里插入图片描述 观察相位裕度   稳定性仿真可以直接看相位裕度，而交流仿真可以看其某一点相位，从而计算出相位裕度 PM = 180 ° + 相位

打开计算器—vf ----点击原理图vout ---- all ----PhaseMargin 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

观察差模增益和相位裕度也可用 main form

去掉dc，不然后面跳不出来曲线 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

仿真结果 在这里插入图片描述

4.-3db带宽

用计算器查看-3db带宽 选中幅频曲线----右键-----send to----caculat------bandwith—ok 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 809.9khz,数值不一样，原因不懂 在这里插入图片描述

5.功耗

pwr=总电流×VDD=100u*1.8

在这里插入图片描述

点击vdc 在这里插入图片描述

6.压摆率

压摆率 是看的瞬态的斜率 放出瞬态来自己算



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