实验4电流源和差分运放的HSPICE仿真

电流源和差分运放的Hspice仿真实验报告学生姓名：丁英光学 号： 111200508专业班级：微电子学1班指导教师：江浩二0 四年十一月十七日实验四电流源和差分运放的Hspice仿真一、实验目的1、复习各种结构电流源的电路结构、特点及工作原理。2、复习差分运放电路结构及工作原理。3、学会使用Hspice调节并仿真电路，使电路达到相应要求。二、实验内容1、图1为基本电流镜结构，请编写电路网表，模拟仿真当输出电压v(2)从05 V变化时，输 出电流I的变化情况。(工作电压为5V，M1，2： W/L=5p /1p)o图2威尔逊电流源图1 基本电流镜结构.title dianliujing.options post=2.include '/home/jingjing/hspice/models/tsmc35.m'm2 1 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1u m1 2 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1u v2 2 0 3ir vdd 1 100u vdd vdd 0 5v .dc v2 0 5 0.01 .op.probe i1(m1) .end2、图2为威尔逊电流源结构，请编写电路网表，模拟仿真当输出电压v(4)变化时，输出电 流I的变化情况。(工作电压为5V，M1,2,3,4： W/L=5p /1p)o.title wilson current mirrors.options list post=2.include '/home/jingjing/hspice/models/tsmc35N.m'ml 2 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1um2 1 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1um3 4 3 1 0 tsmc35n w=5u l=1um4 3 3 2 0 tsmc35n w=5u l=1uv4 4 0 1idc vdd 3 1mvdd vdd 0 5v.dc v4 2 5 0.1 sweep idc 1m 2m 1m.print dc i(m3) i(m4).end3、图3为共源共栅电流源结构， 电流I的变化情况。(工作电压为5Vo请编写电路网表，模拟仿真当输出电压v(4)变化时，输出，M1,2,3,4： W/L=5|J /1|J)' 7)/j图3 共源共栅电流源图4 CMOS差分放大器.title wilson current mirrors.options list post=2.include '/home/jingjing/hspice/models/tsmc35N.m ml 1 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1u m2 2 1 0 0 tsmc35n w=5u l=1u m3 4 3 2 0 tsmc35n w=5u l=1u m4 3 3 1 0 tsmc35n w=5u l=1u v4 4 0 3 idc vdd 3 1mvdd vdd 0 5v.dc v4 2 5 0.01 sweep idc 1m 2m 1m.probe i(m3) i(m4).end4、图4为CMOS差分放大器，请编写网表，模拟仿真该运放，设计合适的管子尺寸使其增 益大于等于30db。(提示：给M0加适当偏置并调节电路晶体管的宽长比，使所有晶体管都处在 饱和区，输入vin 1和vin2的共模电平为2.5v，将晶体管的沟道长度设置为0. 6um)(工作电压为 5V， M1,2： W/L=10p /0.6|J ； M3,4： W/L=20p /0.6p ； M5： W/L=5p /1p ；) .title.options post=2.include '/home/jingjing/hspice/models/tsmc35.m'mn1 3 vin1 1 0 tsmc35n w=10u l=0.6umn2 vout vin2 1 0 tsmc35n w=10u l=0.6umn3 3 3 vdd 0 tsmc35p w=20u l=0.6umn4 vout 3 vdd 0 tsmc35p w=20u l=0.6umn5 1 vb 0 0 tsmc35n w=5u l=1uvin1 vin1 0 DC 2.5 AC 1v vin2 vin2 0 DC 2.5vdd vdd 0 dc 5vvb vb 0 dc 1.15v.ac dec 10 10 1G.op.probe ac vdb(vout) vp(vout).end三、实验报告1、完成实验内容题1-题4的网表并给出相应的仿真波形。2、根据实验内容题1-题3，比较基本电流镜、威尔逊电流源以及共源共栅电流源，说明哪 个电流源的恒流特性比较好，并分析原因。答：电流镜是利用两个相同的管子饱和时候的漏极电流相等来实现电流的复制，主要与两个 镜像管子的宽长比有关，这是基本电流镜的原理，而威尔逊电流源则是根据负反馈来提高电流 镜本身的输出阻抗来保持恒流，而共源共栅则是具有更高的输出阻抗的恒流源，而且有良好的 屏蔽特性，所以，共源共栅电流镜最好，其次是威尔逊电流镜，最后是普通的电流镜。