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2010-2011学年第二学期课程设计报告题 目：COMS模拟集成电路设计 学 院：电子工程学院专 业：集成电路设计与集成系统 年 级：2008级项目组成员：指导教师：李志远完成时间：2011年7月8日课程设计报告一、 课程设计题目要求：低压高摆幅电流镜的设计 设计要求：（1） 手动分析点电压，以及与的关系。写出相应的表达式。（2） 确定器件尺寸及电流源值。（3） 确定Spice仿真方法，分析如何确定输出电流。分析影响输出电流精度的主要因素，并给出仿真结果加以说明。二、 课程设计过程：1. 分工情况2. 电路结构及其工作原理如图所示，我们可以知道M1,M6,M3,M5构成了一个电流镜结构。M2,M4构成源极跟随器机构。Iin电流镜像到M5与M6的支路上。又因为M1，M3，M5，M6的器件尺寸相同，所以Vx点电压应与Va点电压相同，即Vx=Va。所以：Vy=Va-Vgs4=Vx-Vgs4。3. 参数设定 M1: W=42.8u L=5u M2: W=100u L=5u M3: W=2.3u L=0.5u M4: W=15u L=0.5u M5: W=2.3u L=0.5u M6: W=42.8u L=5u Iin： 50uA Vdd=2.5V三、 仿真过程1.仿真网表因为原理图中VOUT处悬空，所以应在上处加一个电阻R并连接到Vdd处，并且影响输出电流精度的主要因素也与R的阻值有关。所以必须让Iout与Iin的电路值达到相等，才能完全实现低压高摆幅电流镜的功能。此部分的功能主要是对电阻进行扫描，从而确定当输出电流达到50uA时的电阻。2.仿真结果图图2图3图2是输出电流随着电阻R的变化而发生改变的结果。当仿真图形得出时，我们应该选取当输出电流达到50uA时，电阻R的阻值。因为只有当Iout等于50uA时，才能这个电流镜电路结构达到最佳值。图3为图2的局部放大，为使整个电路结构能达到完全镜像的功能，我们应当选取当电流为50uA时的电阻值，即电阻值为40.24k最后的仿真图形：图4图4为当电阻取40.24k时，输出电流随输入电流的变化关系，从图中我们不难发现当输入电流达到70uA时，输出电流将不再随输入电流的变化而变化。四、 结论 当M1 M6 M3 M5所有的管子的宽长比相等时就可以达到电流镜像的作用。这样的电路结构所构成的电流镜电路具有提高输出阻抗和减小了输入端的米勒电容效应。后面的M2 M4管构成了源极跟随器电路，这个结构具有大的电流增益和小的输出电阻。但源级跟随器会对输出电流的精度产生影响，所以我们必须将源级跟随器的上方串联一个电阻，从而使电流精度达到最佳。电阻阻值的确定应该让输出电流等于输入电流。确定里阻值之后，该电路结构就可达到低压高摆幅电流镜的功能。五、 心得体会 通过我们一天的学习，还有十个人的努力，终于完成了此次CMOS模拟集成电路设计。通过此次的课程设计，让我们更加深刻的认识到自己在学习中所存在的不足，加深了我
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