差动放大器性能仿真-实验报告

辽宁工程技术大学实验报告课程名称：集成电路设计基础实验项目：差动放大器性能仿真实验室：计算机软件实验室姓名：张宇学号：0906110227专业班级：电信09-2班实验时间；2011年12月15日实验成绩评阅教师 预习报告实验目的：复习基本差动对的电路结构、特点及工作原理。学会使用tanner软件对差动放大器的基本性能进行仿真。实验内容：画电路图，如图3.1。图中的电阻阻值均为5K欧。Mos管的宽长比采用默认值。恒流源为source_i_dc，名字改为Iss，电流值为500uA。加入输入电压源如图3.2所示。输入电压源为正弦电压源（即source_v_sine），in1输入端电压源名字改为vin1，in2输入端电压源名字改为vin2，两者振幅（amp）为默认值0.5，频率改为100，vin1的相位为0，vin2的相位（phase）改为180，其他所有参数均为0。vin1和vin2的下端共同连接一个直流电压源（即source_v_dc），名称改为vdc，电压值为1.5V。（2）生成spice文件，并且加入include命令、瞬态扫描命令（扫描时间为0.1秒，步长为0.001）如图3.3所示、输出差动输入in1和in2及差动输出out1和out2，最终输出网表如图3.4所示。（3）仿真结果如图3.5所示。点击W-Edit工具栏中的，将各个曲线展开得到图3.6，这样可以更清楚地比较输入和输出曲线。（4）将图3.4的网表文件中的vdc电压值改为0.5V，将vin1和vin2的振幅改为1.5V，然后再进行仿真，得到的结果如图3.7所示。输入输出特性分析。将vdc的电压值改为0.5V，vin1和vin2的频率值由100改为0，然后对vin1进行直流电源线性扫描（扫描范围从-3V到3V，步长为0.02），输出电压为v（out1，out2）（即输出中选Voltage，节点为out1，参考点为out2），网表文件如图3.8所示。仿真后的结果如图3.9所示。实验原始数据记录3.1基本差动对电路图3.2加入电源后的基本差动对3.3瞬态扫描命令3.4完整的spice文件3.5仿真结果3.6展开仿真结果3.7仿真结果3.8spice文件3.9仿真结果实验结果分析与实验体会实验分析：比较图3.6和图3.7，解释图3.7中两个输出电压波形失真的原因。观察图3.9，读出输出电压的最大和最小值，验证仿真结果和理论分析的一致性。解答：如果共模电平设置不合理或者受到干扰输出点的偏置电平就会发生变化，当改变共模电平与输入电压时，按照实验要求，使其增大，输入电平过高会使器件进入线性区，随着共模输入的增加，输入管漏源电压不断减小，从而造成失真。输出电压的最大值为2.5v，最小值为-2.5v。试验中设置输入电压为3v，而共模电平为2.5v，按照差动放大器的输出性质，这个输出图形上显示+2.5v与-2.5v与理论是相符合的。与理论相一致。实验体会：此次试验主要是为了复习基本差动对的电路结构、特点及工作原理，学会使用tanner软件对差动放大器的基本性能进行仿真。整个实验过程中，进一步加强对tann