欢迎光临散文网 会员登陆 & 注册

Virtuoso运放基础参数仿真方法(模拟集成电路设计实验教程实验二)

2022-09-12 21:48 作者:冲锋的小番茄  | 我要投稿

教材:模拟集成电路设计实验课程 科学出版社(2015);实验二

IC617;工艺:tsmc18mmrf;管子3.3V nominal N/PMOS

静态工作点仿真

  先进行静态工作点仿真,再进行其他仿真,模拟电路需先判断各器件偏置是否正常。用于确认静态工作点、进行直流参数扫描(如直流参数随W/L的变化)。

· 显示仿真结果:ADE中①Result→Annotate→.. 在原理图中显示;②Result→Print→..点击元件,弹出状态信息框

· 查看晶体管region:https://blog.csdn.net/qq_40007892/article/details/119568781

ADE中Result→Print→DC operating Points,点击器件,region= 0,1,2,3,4分别对应截止区、线性区、饱和区、亚阈值区、breakdown,这样一个个看比较慢。连接中的方法二用不了,原因不明。

ICMR(共模输入范围)仿真

· 将电路连接成单位增益缓冲器的方式,设置Vin从0~VDD直流扫描,由于虚短,VINP=VINN,虚短的前提是高增益,才有Vout=Vin,因此输出跟踪输入的输入的范围就是ICMR。这种方法忽略了输出摆幅对ICMR的影响,通常输出摆幅都比ICMR大。

· 仿真设置:在ADE中添加扫描的变量,在dc仿真中如下图设置,输出选择Output→To be plotted→Select on design→选中输出网线,选中的网线会变色,随后按Esc退出选择

· Run,结束后自动弹出仿真结果,ICMR范围是427.2mV~3.102V;先按a标注一个点,再按b标注另一个点,可以显示斜率。

输出摆幅仿真

· 配置一个比例放大电路,Rf=10R1,则放大-10倍;对VINP进行0~VDD的扫描,观察输出线性范围即可。

· 扫描设置方式和ICMR仿真相同,得到波形:输出摆幅是333mV~2.962V;

Av、GB、相位裕度仿真

· 电路:单端输出差分对(输入级)+共源放大电路(输出级),米勒补偿

· 分析类型配置:用ac仿真,通常要扫描单位增益带宽的100~1000倍,看到零点的位置;起始频率不设为0,否则Spectre仿真器可能出bug。

· Run,Result→Direct Plot;在这个界面里,选择Main Form更自由,选择下面的选项更方便,比如选AC Gain & Phase,根据提示依次选择输出、反相输入,可以直接获得幅频和相频,这里用Main Form的方式:

· 幅频特性:voltage→Differential Nets→dB20→原理图上,依次选择输出端和Vin-

· 相频特性:voltage→Differential Nets→phase→原理图上,依次选择输出端和Vin-

· 按m添加Marker,按v和h分别添加竖线和横线,查看低频增益、3dB带宽、相位裕度;低频增益=68.6dB,3dB带宽为15.75kHz(未达设计目标),相位裕度为47.5deg(有点危险)

SR(转换速率)

· ScanRate V/s,输出随输入翻转的速度,配置成一个单位增益缓冲器,在VINP设置一个脉冲输入(vpulse),观察输出的瞬态波形。跟ICMR测试相比,注意要加上负载CL(值根据设计需求设定,这里是500fF)。

· 脉冲输入的摆幅不超出工作范围,阶跃时间设置为很小的值,周期根据需求选择:

· 设置仿真类型为tran,精度根据需求选择,可以直接不选。Output选择输入、输出波形,方便对比:

· 观察波形,先按a再按b,分别选择两个点,自动显示斜率,SR取斜率最大处;上升和下降沿要分别求SR。上升沿SR为41.3MV/s,下降沿SR为36.6MV/s

其他

温度选择:ADE的Setup→Temperature一般的模拟电路初步仿真时用25°C即可,对基准源之类的电路要扫描温度。

仿真采用的工艺模型:ADE的Setup→Model Libraries,不同仿真器的Model文件格式不同,通常常用仿真器的模型文件都会提供,并且按照仿真器目录存放。如图hspice、spectre是不同的仿真文件,可以参考https://blog.csdn.net/zui_ying/article/details/122246421的报错SFE-23。

点击下图按钮可以查看文件内容,可以知道model文件内含有哪些模型


Virtuoso运放基础参数仿真方法(模拟集成电路设计实验教程实验二)的评论 (共 条)

分享到微博请遵守国家法律