Cadence模拟IC设计实验：两级CMOS运放的仿真与优化

“cadence基本操作实验，清华大学微电子学院的实验教程，专注于教授cadence软件在模拟IC设计中的应用，适合技术人才学习。” 在“cadence基本操作实验”中，重点在于利用cadence软件进行模拟集成电路（模拟IC）的设计与仿真。这个实验尤其关注两级CMOS运算放大器的设计流程，旨在帮助学生掌握以下关键知识点： 1. **Cadence软件的使用**：Cadence是一款广泛应用于集成电路设计的工具，实验中通过它来完成原理图设计和参数仿真。学生需要学习如何在cadence环境中创建新项目、绘制电路原理图、添加元器件库、定义电路参数等基础操作。 2. **模拟IC设计**：两级CMOS运放的设计涉及选择合适的电路结构，如差分对、中间级和输出级。设计者需考虑不同的拓扑结构对性能的影响，例如增益、带宽、稳定性和电源抑制比等。 3. **参数估算**：根据设计指标，如增益、带宽、建立时间、摆率等，需要估算电路中各个元件的参数，包括晶体管尺寸、电阻值和电容值。这通常涉及到电路理论和经验公式。 4. **电路仿真**：包括直流（DC）仿真来检查静态工作点，交流（AC）仿真以分析幅频特性和相频特性，以及瞬态仿真来观察输入输出波形的变化。这些仿真结果有助于评估电路性能并进行必要的优化。 5. **相位补偿网络**：为了提高运算放大器的稳定性，需要在设计中引入相位补偿网络，如密勒补偿。这能改善电路的闭环增益和相位裕度，防止振荡发生。 6. **性能参数分析**：实验报告要求详细记录仿真过程，分析参数仿真结果，包括增益、带宽、建立时间、失调、噪声、电源抑制比等各项性能参数，并根据分析结果进行电路的进一步优化。 7. **设计指标**：实验设定了明确的设计要求，如增益、带宽、电源电压、电流消耗、温度范围等，这些都是衡量运算放大器性能的重要标准。 8. **参考材料**：实验提供了一些参考书籍和文献，如《模拟集成电路设计与仿真》、《CMOS运放性能参数仿真规范》等，帮助学生深入理解相关理论和技术。 通过这个实验，学生不仅可以掌握cadence的使用，还能深入了解模拟集成电路设计的实践过程，为未来在微电子领域的深入研究奠定坚实基础。