（四）基于cadence 617 对二级管负载的共源电路进行仿真

以二极管作负载的共源级为例，建立原理图，进行直流仿真，再对其进行交流、瞬态仿真

玖玖久

3116人浏览 · 2023-03-13 17:00:50

玖玖久 · 2023-03-13 17:00:50 发布

文章目录

前言
一、基本知识
二、电路图的绘制
三、直流仿真
四、交流仿真
- - 1.修改原理图
  - 5.查看曲线
五、瞬态仿真
- - 1.修改原理图
  - 5.查看曲线

前言

一、基本知识

在这里插入图片描述
二极管等效电阻 $\approx 1 / g_{m}$ 此时作用就相当于负载R_D
$V_{X} / I_{X}=\left(1 / g_{m}\right) \| r_{O} \approx 1 / g_{m}$
当V_GS < V_TH时，MOS器件处于截止区
当V_GS > V_TH 后，由于栅漏短接，总是满足V_DS > V_GS-V_TH，因此MOS器件总是工作于饱和区。
在这里插入图片描述
其交流小信号电路和以电阻为负载基本一样，不同之处就是将二级管等效电阻1/gm替换了R_D

二极管采用为P沟道未考虑沟道调制效应 ,且不考虑体效应
$ro = 1 / g_{m}$ $A_{v}=-\sqrt{\frac{\mu_{n}(W / L)_{1}}{\mu_{p}(W / L)_{2}}}=-\frac{g_{m 1}}{g_{m 2}}$

二、电路图的绘制

链接：电路图绘制步骤
以电阻为负载为基础建立原理图链接：电阻为负载原理图
同样电源电压vdd取3.3v，V1的DC Voltage设为参数vgs。nmos管的沟道宽度w为2um，栅长l为0.55um。二极管连接的pmos管，沟道宽度w为2um，栅长l为0.55um。
注意pmos的衬底一定要接电源，不然就有体效应
在这里插入图片描述

设置完毕后点击工具栏上的进行保存

三、直流仿真

1.进入ADE环境（三步走）

设置变量v_gs = 1.25v；选择仿真dc，建立output : v_out与v_gs
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

2.开始仿真 run

查看p沟道 m0参数

在这里插入图片描述
点击M0

region = 2 工作在饱和区 0截止，1线性，2饱和
g_m= 164.6u
在这里插入图片描述

查看n沟道 m1参数

工作在饱和区，gm = 331.3u
在这里插入图片描述

查看曲线关系

最大输出电压为3.1v，书上说当电流下降到很小时候，vout会低于vdd一个阈值电压，vout保持在 V_DD - V_TH2左右
V_DD = 3.3V ,V_TH2 = 0.6V 基本正确

在这里插入图片描述

四、交流仿真

1.修改原理图

添加Ac magnitude 1v ，保存电路图
在这里插入图片描述

设置变量；选择仿真；建立输出
在这里插入图片描述

5.查看曲线

在这里插入图片描述

pmos管的g_m= 164.6u ，所以输出电阻约为 1 / gm = 6.07k,输入mos管跨导为 g m = 331.3u
根据公式 $A_{v}=-\sqrt{\frac{\mu_{n}(W / L)_{1}}{\mu_{p}(W / L)_{2}}}=-\frac{g_{m 1}}{g_{m 2}}$
Av = 2
输入电压为1v，输出电压为1.95v，这说明放大倍数为 1.95 与所求增益差不多