有源电流镜差分放大器的设计.docx

1 CMOS 模拟集成电路课程设计 (参考请注明出处) 设计题目： 有源电流镜差分放大器的设计 授课教师： 王 天 宝 所属班级： 微 电 子 0 8 1 班 学生姓名： 王明(2008102015) wm1630@163.com 完成日期：: 2011/5/8 目录 1、设计要求 1 2、 设计过程 2 2.1分析： 2 2.2 电路结构 2 2.3 电路主要参数设计与估算 2 2.3.1 尾电流源I的计算 3 2.3.2mos管的过驱电压Vop的设定 3 2.3.3 MOS管尺寸设定 3 2.3.4Ay的估算 4 2.3.5SR的估算： 4 2.3.6CMRR的估算 5 2.3.7PSRR的估算： 5 2.3.8Vn,c,min-mas和Vou,ca,min-max的估算 5 2.3.9Vc和Vou.CM的确定 5 2.3.10功耗P。的估算 原创力文档 2.4mos 管W和L表 下戴，高.清.水印 2.5 讨论 6 3、仿真过程 6 3.1 静态工作点仿真 6 3.2 增益Ay的仿真 7 3.3 C M R R 仿 真 8 3.4 P S R R 仿 真 10 3.5 SR的仿真 11 3.6输入范围仿真 12 3.7输出范围仿真 14 4、 结论 15 5、 差分放大器版图设计 15 6、 心得体会 17 C M O S 模 拟 集 成 电 路 课 程 设 计 1、设计要求 1.1、课程设计题目： 《cmos 有源电流镜负载差分放大器设计》 1.2、题目要求： 设计一个有源电流镜作为负载，输入管为NMOS 的差动输入到单端输出的放大器，要 求尽可能满足下列要求。不要求设计偏置电流电路，可以用3uA的恒流源替代。 工艺 TSMC0.18 CMOS Process Ay >140 VDD 3.3V CMRR >30dB VSS 0V PSRR >30dB Po 越小越好 Vopc 1.6V(Vpx=1.6V) CL 5pF Slew Rate >1V/us 1.3设计要求： (1) 给出满足题目要求的电路图 (2) 根据设计目标，计算各 MOS 管的尺寸 (3) 对电路进行仿真，仿真内容包括：直流输入范围、直流输出范围、交流小信号增益、 共模抑制比、电源抑制比、功耗。 (4) 对结果进行分析 (5) 比较各项指标，完成下表 工艺 设计指标 计算值 仿真值 是否达到指标 Vopc 1.6V (Vx=01.6V) Po <33uW Ay >140 CMRR >30dB PSRR >30dB 直流输入范围 直流输出范围 第1页 共20页 C M O S 模 拟 集 成 电 路 课 程 设 计 2、设计过程 2. 1分析： 更根据给定的电源电压和放大倍数，初步确定为单电流镜负载的差分结构，仿真软件 采用cadence的 IC610 软件包。 2.2 电路结构 图表1电流镜负载差分放大器 2.3 电路主要参数设计与估算 电路的参数设计主要包括Iss、Vop、Po, 基于以上，电路的估算参数包括Vopc、Ay、 Vm.cw,min-max、V,CM,mm-mx 、CMRR、PSRR、SR、 第2页 共20页 CMOS 模拟集成电路课程设计 2.3.1 尾电流源Is 的计算 根据题目要求，偏置电流源可以用3uA 的理想电流模型，其次，电路的slewing rate 要求是大于1V/us, 电路给定的负载电容是Cd=5pF, 并且电路功耗要求B 。≤33uW, 尾电流源的由下面式子确定： 初步确定Iss 为： Is=6uA。 2.3.2 mos 管的过驱电压Voo 的设定 Mo: 一般差分输入对的过去电压在300mV以内，本设计中确定的输出差分原创势文档 下 载 高 下 载 高 清 无 水 印 Vopo=100mV; M??: 根据Vonc的要求，假设pmos管 |VηF0.75V, 确定： Vopz?=VDD- Vopc-IVI=0.95V M? s: 为提供大电流管，设置： Vop?s=500mV 2.3.3 MOS 管尺寸设定 根据以上确定的Is和V值来确定 Tsmc018工艺库的pmos3v、nmos3v 部分