OTA电路设计与Hspice仿真:失调电压Offset分析
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更新于2024-08-09
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"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。"
2019-01-23 上传
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jiyulishang
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