Hspice仿真与OTA设计：1.2μm CMOS工艺参数计算与应用

"Hspice网表-tms320c6000系列dsps原理与应用" 本文档主要介绍了如何使用Hspice进行模拟集成电路的设计与仿真，以OTAs (Operational Transconductance Amplifiers) 和Cascode结构为例，详细阐述了设计过程和Hspice网表的构建。OTAs是模拟电路中常见的电流控制型运算放大器，常用于信号处理和滤波器设计。 实验目的是让学生掌握OTA的手动计算方法、Hspice仿真软件的运用以及OTA基本参数的仿真技术，同时提升分析问题和解决问题的能力。实验内容涉及设计一个基于1.2微米5V CMOS工艺的OTA，需满足一系列性能指标，如直流增益、单位增益带宽、相位裕度、系统失调电压、输入共模范围、输出摆幅和共模抑制比等。 在设计过程中，首先需要确定放大电路的结构，这里提到了两级OTA或Cascode OTA的设计。接着，通过手动计算确定晶体管的Id（饱和区电流）、Vov（偏置电压）以及W/L（宽度与长度比）。这些参数的选择直接影响到OTA的性能。例如，Id确定了放大器的静态工作点，Vov决定了晶体管的工作状态，而W/L则影响了放大器的增益和速度。 Hspice仿真包括编写网表文件，列出晶体管的详细信息，如类型（NMOS/PMOS）、栅极、源极、漏极和衬底连接。例如，提供的网表中列举了M1至M15的晶体管，每个都有特定的尺寸和连接节点。然后，通过Hspice进行直流电压增益Av、单位增益带宽GBW、相位裕度PM等关键参数的仿真。此外，还包括系统失调电压Offset、输入共模范围ICMR、输出摆幅Swing和共模抑制比CMRR的仿真分析。 在实验过程中，可能需要多次调整晶体管的参数以满足性能指标，例如通过改变W/L比例来优化放大器的增益和带宽。最后，根据仿真结果进行器件参数的迭代优化，确保设计满足所有要求，并得出最终的器件尺寸。 附录中包含了Hspice网表的具体内容，参考文献和标注参数的电路图，为读者提供了完整的设计流程和参考资料，便于理解和实践模拟集成电路设计。