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。

MP1M20VOUTMN1M1共源共栅级的输出阻抗很高

00

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

vccMP1vb1W = 205uL = 2uvb2MP2W = 179.5uL = 2uvoutMN2vb3W = 92.7uL = 2uMN1R112kW = 104.5uL = 2uV1vb1vb2vb32VOFF = 0VAMPL = 15mAC = 1FREQ = 1k0vccV30.6535VdcV25.13Vdc4.88VdcV4V50.904VdcV66Vdc00000

3.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=3v Vcc=6v Vb1=5.13v Vb2=4.88v Vb3= 0.904v 等 2）：设定静态电流。 ①设定长L=2u ②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

③bias point 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205u

bias point 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bias point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

vccMP1PARAMETERS:w = 10uvb1W = 205uL = 2uvb2MP2W = 179.5uL = 2uvoutVDBMN2vb3W = 92.7uL = 2uMN1R112kW = 104.5uL = 2uV1vb1vb2vb33VdcV30.6535VdcV25.13Vdc4.88VdcV4V50.904VdcV66Vdc2VOFF = 0VAMPL = 15mAC = 1FREQ = 1k0vccV7000000

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63.519 F3db=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72.887 F3db=516.865khz

改变gm3时，

当w3变从92.7u变为91.7u时 F3db=532.248khz

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