共源共栅放大器实验报告

实验名称：共源共栅放大器设计实验目的：1.了解共源共栅级放大器的基本工作原理及相关优缺点2.学会CMOS电路中的基本参数的设计和分析参数之间的折中关系3.共源共栅放大器设计及仿真实验设备及型号：orcd仿真软件实验原理及实验步骤：实验原理：共栅级的输入信号可以是电流，共源级可以可以将电压信号转换为电流信号。共源共栅级的级联叫做共源共栅结构。共源共栅级的输出阻抗很高0M20MN1VOUTM1MP10通过计算Rout可得Rout约=（gm1+gmb2）ro2ro1也就是说M2将M1的增益提高至原来的（gm1+gmb2）ro2倍其还可以扩展为三个或多个以获得更高的输出电阻但这需要额外的电压余度共源共栅结构不仅可以作为放大器而且可以作为恒定电流源高的输出阻抗接近一个理想电流源本次需要仿真的pmos共源共栅负载的nmos共源共栅放大器即是如此。在某种意义上，共源共栅晶体管结构“屏蔽”输入器件使它不受输出节点电压变化的影响。这种共源共栅结构屏蔽特性在许多电路中是非常有用的实验步骤：由于共源共栅放大器的电路图已给出，所以电路设计省略2.按所给设计图绘制相应电路图所得电路图如下0vccV20.6535VdcR12k210vb30MN1W=104.5uL=2uvb2V44.88Vdc0V50.904Vdc0vb1voutMP2W=179.5uL=2uV35.13Vdcvb1MN2W=92.7uL=2uvb2V66Vdcvb30V1FREQ=1kVAMPL=15mVOFF=0AC=1vccMP1W=205uL=2u3.根据题目要求先对其进行相应仿真1）设置静态工作点和器件参数。如此处静态输出电压Vout=3vVcc=6vVb1=5.13vVb2=4.88vVb3=0.904v等2）：设定静态电流。①设定长L=2u②调试WL主要是调试W，要使静态电流为100uA,L固定以后，就调节W来达到需要的电流。此处用快速扫描的方法来调试出所需W的大小待所需各个管的w值扫描出后③biaspoint仿真检验电流i是否达到要求。3）根据题目要求进行相应的交流仿真。以下是相关的扫描实验数据扫描w的值测得MN1管w的值为104.5u测得MN2管w的值为92.7u注：此时测得的MN2管w的值是加了一个稳定电压Va=0.25v的当没加Va时测得MN2管w的值为90.1u测得MP2管w的值为179.5u测得MP1管w的值为205ubiaspoint仿真检验。去掉输出端的3v电压后原则上在每个管子的W定好了之后通过biaspoint仿真静态输出电压为3V静态电流约为100uA。交流仿真因要求Ad=70DB故将电压调至0.6535v此时的电路图为00PARAMETERS:w=10u0vb1VDBMN1W=104.5uL=2uR12k210MP2W=179.5uL=2u0V44.88Vdcvb30V73VdcV50.904Vdcvb3vb2V35.13Vdcvb1V66VdcvccMN2W=92.7uL=2uvoutvccV20.6535Vdcvb2V1FREQ=1kVAMPL=15mVOFF=0AC=1MP1W=205uL=2u0得到F3db=494.613khz改变gm1时，当w1变从205u变为204u时F3db=414.795khz当w1变从205u变为206u时Ad变为63.519F3db=1.1508mhz改变gm2时，当w2变从179.5u变为178.5u时F3db=473.324khz当w2变从179.5u变为180.5u时Ad变为72.887F3db=516.865khz改变gm3时，当w3变从92.7u变为91.7u时F3db=532.248khz当w3变从92.7u变为93.7u时F3db=459.642khz改变R时当R=1KF3db=494.615khz当R=3KF3db=487.413khz当加上电容时对应电路图为00MP2W=179.5uL=2u0VDBPARAMETERS:w=10uMN1W=104.5uL=2u0MP1W=205uL=2u0V20.6535Vdcvb20V66VdcV1FREQ=1kVAMPL=15mVOFF=0AC=1vb3MN2W=92.7uL=2uV50.904Vdcvb1V35.13Vdcvccvoutvb3R12k21vb1V44.88Vdcvb2C110p0当加上电容C=5p时F3db=7.7798khz当加上电容C=10p时F3db=4.0037khz