OTA电路设计与Hspice仿真：失调电压Offset分析

"系统失调电压Offset是衡量模拟集成电路性能的重要参数，特别是在设计如TMS320C6000系列DSPs所应用的模拟电路时。失调电压是指在理想条件下应该输出零电压，但实际中由于制造工艺的不完美和环境因素导致的输出非零电压。在本资料中，系统失调电压Offset是在输入电压为2.5V时，输出电压不是预期的2.5V而是偏离这个值的量，表现为vout-2.5V。 失调电压Offset通常由运算放大器(OTA)或Cascode OTA的设计决定。两级OTA或Cascode OTA被广泛用于提高电路的性能，包括降低失调电压。实验目的是通过手动计算和Hspice仿真软件来理解和优化这些参数。 实验内容涉及设计一个基于1.2微米5V CMOS工艺的OTA电路，具有特定的性能指标，如电源电压、工作温度、负载电阻、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。工艺模型参数如NMOS和PMOS的阈值电压和亚阈值斜率也给出，以指导设计过程。 在实验中，首先需要选定合适的放大电路结构，然后确定关键参数，如Id（漏极电流）和Vov（过驱动电压）。接着计算晶体管的宽长比(W/L)，并确定其他尺寸。手工计算后，使用Hspice进行电路参数的调整和仿真，包括编写SPICE网表，进行直流电压增益、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的仿真分析。 在Hspice仿真的过程中，7.3部分特别关注了系统失调电压Offset的仿真，这是评估OTA性能的关键因素之一。通过比较仿真结果和理论期望，可以识别并解决可能存在的问题，以确保失调电压低于10mV。通过反复的参数调试和迭代，最终确定满足所有指标要求的器件尺寸。 实验总结不仅涵盖了OTA设计和仿真的整个流程，还强调了培养学生的理论知识和实践技能的结合，以解决实际工程问题。附录中包含了Hspice的网表、参考文献以及标注参数的电路图，这些都是实现和理解OTA设计的重要参考资料。"