西电微电子学院数字集成电路上机作业Word文档下载推荐.docx
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【仿真代码】
.TITLEamplifierSHU
.LIB'
D:
\Digital\lib\csmc06.LIB'
TT
.TEMPtemvalue
R1122k
R2342k
D123DMOD
D240DMOD
.MODELDMODDIs=isvalue
.PARAMtemvalue=27isvalue=1E-14
V110DC2.5
.OP
.ALTER
.PARAMtemvalue=27isvalue=1E-16
.PARAMtemvalue=77isvalue=1E-14
.OPIONSLISTNODEPOST=2
.END
【结果】
【分析】
VD1=525.4463mv、VD2=525.4463mv和ID=362.2768uA
2.
(1)由下图所示,令Vin从0V变化到2.5V,步长为0.5V,利用SPICE求M1管电流变化的曲线,判断管子的工作状态;
当M1的尺寸变化为W/L=4u/1u时,求IM1,并解释两条曲线存在误差的原因。
\Digital\lib\mix025_1.lib'
.PARAMdd=2.5
Vdd10DCdd
Vin20DC
M_M10211pchL=1UW=4U
.DCVin02.50.5
.PRINTI
(2)
.OPTIONNODELISTPOST
M_M10211pchL=0.25UW=1U
在1.5V之前是工作在线性区,1.5-2V之间是可变电阻区,2V以后工作在饱和区。
(2)如上图所示,取一组Vin值(0,0.5,1,1.5,2,2.5),令VDD从0V变化到2.5V,步长为0.5V,利用SPICE求M1管的I-V特性曲线。
M_M10211pchL=0.25UW=12U
.DCVin02.50.5sweepVdd02.50.5
当加上不同的栅电压时,会造成沟道的宽度不一样,源漏电压一定时,沟道电流的大小不一样。
栅电压越大,电流越大。
三、实验步骤:
1、对照电路编写网表
2、运行HSPICE
a.点击OPEN键,加载编写好的网表;
b.点击SIMULATE键,进行仿真;
c.点击EDITLL键,查个输出结果;
若发现有错误,点击EDITNL键修改网表,保存后继续b步操作;
d.点击AVANWAVES,打开图形化窗口察看各种输入输出波形。
第二次实验
一、实验内容:
3.
(1)求上述反相器的电压转换曲线,根据其特性曲线找出电路临界电压值Vckt(Vckt=Vin=Vout);
(.dcvin00.250.25)
Vsb04DC
M_Mp3211pchL=0.25UW=1.25U
M_Mn3204nchL=0.25UW=0.375U
.DCVin02.50.01
.PRINTDCV(Vin)V(Vout)
根据其特性曲线找出电路临界电压值Vckt为1.26V
(2)若想得到Vckt=Vdd/2的电路临界值,那么PMOS及NMOS的栅极宽度比值应该是多少?
(扫描wn或wp,根据模型提供的宽长比范围选择扫描范围。
wn(0.35u~0.4u,0.001u),wp(1.2u~1.21u,0.001u),范围越小,线性度越好。
Vinvin0DC1.25
.dcwp1.2u1.21u0.001u)
.OPTIONPOSTNODELIST
E:
M_M13211pchL=0.25uwp=1.25u
M_M23204nchL=0.25uwn=0.35u
vdd10dc2.5
vin20dc1.25
vsb40dc0.3
.dcvin00.250.25sweepwn0.35u0.4u0.001u
.op
.plotv
(2)v(3)
.end
PMOS及NMOS的栅极宽度比值应该是PMOSL=0.25uwp=1.25u。
NMOSL=0.25uwn=0.35u
(3)令VSB从0变化到0.3V,求反相器的电压转换曲线,解释VOUT产生变化的原因。
(.dcvin02.50.25sweepvsb00.30.1)
.DCVin02.50.01sweepVsb00.30.06
由于源和衬底之间存在电压,会使衬底电子的能量变高,也就是说源漏之间的势垒高度会变高,则需要更大的栅压才能导通源漏,也就是使得阈值电压变大了
4.考虑下图中的电路:
(1)如上图所示,输入一个脉冲信号Vin:
pulse(0Vdd5n0.1n0.1n9n20n),.测量它的上升时间tr、下降时间tf、传播延时tp和平均功耗。
其中:
tp=(TPLH+TPHL)/2
vin20pulse(02.55n0.1n0.1n9n20n)
M_M13211pchL=0.25uWp=1.25u
M_M23200nchL=0.25uWn=0.375u
.MEASTRANVmaxmaxV(3)FROM=0.01nTO=20n
.MEASTRANVminminV(3)FROM=0.01nTO=20n
.MEASTRANtrTRIGV(3)VAL='
0.1*(Vmax-Vmin)+Vmin'
RISE=2
+TARGV(3)VAL='
0.9*(Vmax-Vmin)+Vmin'
.MEASTRANtfTRIGV(3)VAL='
FALL=2
.MEASTRANtpPARAM='
0.5*(tf+tr)'
.MEASTRANAvgPpowerAVGP(Vin)FROM=0.01nsTO=60ns
.tran0.01n60n
.PRINTTRANP(3)P
(2)power
如结果所示,上升时间tr为6.5581E-11s、下降时间tf为5.2444E-11s、传播延时tp为5.9013E-11s和平均功耗1.9845E-05W
(2)当Vdd从1V变化到2.5V,且步长为0.25时,测量tp和平均功耗。
利用这些数据绘出“tp—Vdd”、“Power—Vdd”,分析Vdd变化对转换器性能有什么影响。
.prot
.unpr
.MEASTRANAvgPowerAVGP(Vin)FROM=0.01nsTO=60ns
.tran0.01n60nsweepvdd12.50.25
tp—Vdd
Power—Vdd
由结果中图表可以看出来,随着Vdd的增加,tp先明显增加,然后趋于平稳并很缓地下降。
平均功耗随着Vdd的增加先减小再趋于平稳,最后继续下降。
5.考虑下图中的电路:
图5CMOS组合逻辑门
a.CMOS晶体管网络所完成的逻辑功能是什么?
确定NMOS和PMOS器件的
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