CMOS集成电路设计实验4：单级放大器交流小信号仿真实践

"CMOS集成电路设计实验指导第四部分主要讲解了如何进行单级放大器的交流小信号仿真，适合初学者。使用Cadence ADE进行仿真是本实验的关键，包括新建原理图、设置交流激励、配置仿真环境等步骤。" 在CMOS集成电路设计中，交流小信号仿真是一项重要的技术，它允许设计者分析电路在不同频率下的性能，例如电压增益、电流增益和相位裕度。在实验4中，通过Cadence ADE这一强大的集成电路设计与仿真工具，我们可以学习如何执行这项任务。 首先，交流小信号仿真是基于电路的小信号模型，它利用工作点附近的线性化模型来计算电压和电流增益等参数。这种仿真方法考虑了非线性器件的特性，并且可以设置多种参数扫描选项，如“Frequency”、“DesignVariable”、“Temperature”、“ComponentParameter”和“Model Parameter”，以研究这些因素对电路性能的影响。 实验4的具体步骤包括： 1. **新建原理图**：在CIW（Custom IC Workbench）窗口中，通过File → New → Cellview创建新的原理图。在电路图编辑窗口中，应绘制一个与实验2类似的电阻负载单级共源放大器，但将输入激励替换为交流源。 2. **设置交流激励**：交流源的属性可以通过编辑窗口进行设置，包括“ACmagnitude”（交流信号幅度）和“DCvoltage”（直流偏置）。在本例中，直流偏置设为2.5V，交流小信号大小设为1V。虽然1V可能不是真正的小信号，但在Spectre的交流仿真中，它会基于直流偏置下的传输函数进行计算，因此设置不同的AC值不会改变工作点，只会影响增益的计算结果。 3. **打开仿真环境（ADE）**：这涉及导入仿真库，选择适当的分析类型。在ADE中，需要设置ac仿真以分析频率响应，扫描范围设定为1Hz到1GHz。同时，为了查看直流工作点，还需要添加dc仿真。 4. **仿真设置**：在Stimulation菜单下选择Netlist，然后配置仿真参数，如仿真时间、输出文件等，以确保获得所需的仿真结果。 通过这样的实验，设计者可以掌握CMOS集成电路的交流小信号仿真的基础，这对于理解电路的频率响应和优化设计至关重要。此外，熟悉Cadence ADE的使用也是集成电路设计工程师必备的技能之一，因为它在复杂IC设计流程中扮演着核心角色。