集成电路基础课程报告

集成电路基础课程报告集成电路基础课程报告学号：200811030姓名：檀超男专业：电子信息工程目录任务一用tanner画cmos反相器原理图及瞬态仿真和直流TOC\o"1-5"\h\z传输特性分析 （3）任务二 用tanner画emos反相器版图及瞬态分析・・・・<9）任务三用tanner画两级emos运算放大器原理图及其动态分析 （14）报告总结 （18）、CMOS反相器原理图及瞬态分析和直流传输特性分析1、CMOS反相器原理图打开s-Edit程序，选择File—SaveAs,另存为tan_l.环境设置：选择Setup—Colors，设置背景色、前景色、选取的颜色、栅格颜色与原点颜色。(3)添加所需的组件库,然后开始画原理图：通过选择Module—SymbolBrowser添加元器件，最后连线，CMOS反相器的原理图如下：Efe&dt Mad>JeEV訴Efe&dt Mad>JeEV訴9HMP百|金旧|昂iBddl1心|詞剧Efa^l.山I血丘|创莖］■捌制 <岂凹创H匚丄I_1刎UUUUUUG■ME-EIIT IBVE-HiniencKTTcfllHndp-iflkictad：Cijt-Pcrt:H-建立CMOS反相器的符号：用三角形工具和直线画出反相器的符号，通过选择View—SymbolMode命令，可以切换符号模式如下图：

（5）更改模块名：选择Module—Rename命令，打开ModuleRename对话框对模块进行重命名。2、CMOS反相器瞬态分析（1）加入5.0V的工作电源和方波输入信号后原理图如下所示：（2）将设计好的（2）将设计好的S-Edit电路图输出成Spice格式的文件，然后自n-o-tar.E>0OIOIC-动打开生成的T—Spice文件。加载包含文件：本次流程引用的是1.25um的CMOS流程组件模型文件“ml2_125.md”,将鼠标移到主要电路前面，选择Edit—InsertCommand命令，打开T—SpiceCommandTool对话框，选择Files选项中的Includefile选项，单击browse按钮，找到“..\Tanner\Tspice70\models\ml2_125.md”文件，单击Insertcommand按钮。类似的进行分析设定和输出设定。最后的T—Spice文件如下图所示：(5)运行并在W—Edit中观察结果：点击运行按钮，将会产生.out的仿真图形，如下图所示：

FBIHdp,prwfFL倚已亡Edt决训ChartQpnorcmiwFBIHdp,prwfFL倚已亡Edt决训ChartQpnorcmiw比Ip]□時耳□&T和：史章工〔•^1^11自羽号|iTAJIM.血|恤|分析结果：时间10-110ns的输入数据为1，反相结果应为0，代表V(out)=0,从模拟结果来看，时间10T10ns的输出电压结果是正确的。时间120-200ns的输入数据为0，反相结果应为1，代表V(out)=l,从模拟结果来看，时间120-200ns的输出电压结果也是正确的。3、CMOS反相器直流传输特性分析(1)复制反相器原理图，并参照上述步骤加入5.0V的直流工作电源和1.0V的直流电压源作为输入信号，最终原理图如下：

回□!回□!O-I&Ib-D-IAi\一

=代11穆®-D.I-EQ-口一（2）输出成Spice文件。（3）加载包含文件：本次流程仍引用的是1.25um的CMOS流程组件模型文件“ml2_125.md”,因此参照瞬态分析加载包含文件。（4）分析设定：直流分析从0—5.0V。5）输出设定：依然参照瞬态分析设定。最终的Spic文件如下：b5FTCEMtlLrtVELCtanbyMtlicVLnllb5FTCEMtlLrtVELCtanbyMtlicVLnllt.OT■UtiE-'tSiTiiXfi Ea空口idKt£LiQL:IiBiBMrwfEinnjccbLngraraari'^.pcalMi■:ipttonsiirotii!£LJeiuMM""rsi,w&fli.dw;甲4 ±Lr»"r=SA空Pf夹:‘I tzjCEnair4Jvr■+prEt^-acopaoduJ^B^imrlie"LiKliiF^E"El1!ic'i(-MiKE'iTBpLEt^lftiiK^eJja^j3E_LE5iJ»Sr•MlLfii3dT&-DLE■i=W_di3JU4ULL(1QJWL讯JU 1"S&FULLWMpFfEtiJU3-Ml'FB^Ett：IEgutxng*B*ddF!»：fl1-2■4口u.AD-MpPD■期mU"&5pP5"Z4vvir*LfiGrrd3.DWild*ddiJtrtl£.0sE'ldHdnuLm—aiTrdr曲In塑urQibvmD6.0u.£dpradi:dev|autlLrH心“（6）进行模拟，生成的.out文件如下:TtwItfJi吃|11<!0啊和1«叫刊玷硏円0\1->：£|«5||¥!]2_蛉£"|・■匕丹曲如^wubthnI*•SpUngndm”□Lh■ d^ll[町H]■Jrf.FrwfanJki-mkmjJTtwItfJi吃|11<!0啊和1«叫刊玷硏円0\1->：£|«5||¥!]2_蛉£"|・■匕丹曲如^wubthnI*•SpUngndm”□Lh■ d^ll[町H]■Jrf.FrwfanJki-mkmjJj!i■die：E.iK<B：mJXi■Jn-.lB,nF[WVWEHKidnDCBCDErJULr：fiifpuiEairjiIrd»p«nd«nEntduTptiblIHwlesHiHFTraerfteciless-$JTFE-0Di-adu-DQCC5-□Eminarynsdu—2nPhTil^HgD-OCiMdarJaT£4Ltae>I±XJdMJ.ijflJjaDnDlToealD.ntiM<afrd4fconl-wfuaivMTrrfq*Hihr盒Gu.U4U.-iJKOFITSEUe■IESFlTii]bJlHCiME»TrHniB333idDnLi^iuKU*orvsV-CbJKEiE-lJMlEChH*3roftMd.CiE5^■jbcixciacFJVAChU.li»Uc[!QiCifl1：EripladLFKlMlLTfLCb13IMJVCfiSI-ECiUUDlawa&ck.EfEariEELtiiswt^BXCd!Xqrrini-i■Xilf£di■^■li.Kh'lEla^lwil^...Tkiai-w”⑺在W-Edit中观察模拟结果，即反相器的传输特性曲线，横坐标为输入电压，纵坐标为输出电压。£曹3A□晦旦日昌|£曹3A□晦旦日昌|工匪蓝席冶直口盘P當■J4 »*(8)分析结果：0-0.8V区间，N管截止，P管饱和导通，所以输出OUT二vdd=5V；0.8-2.0V区间，N管饱和导通，P管线性导通，反相器相当于一个增益较小的放大器，随着输入的增大，输出将减小，但减小较慢；2.0-2.4V区间，N管、P管同时饱和导通，此时反相器相当于一个有缘电阻很大的反相放大器，增益极大，所以随着输入的增大，输出急剧下降；2.4-3.5V区间，N管进入线性导通区、P管仍饱和导通，N管做P管的负载管，增益较小，所以随着输入的增大，输出下降缓慢；3.5-5.0V区间，P管截止、N管维持非饱和导通，所以导致输出为0.二、CMOS反相器版图及瞬态分析1、CMOS反相器版图（1）用L—Edit画PMOS版图：打开T-Edit程序，取代设定，选择..\Tanner\Ledit90\Samples\SPR\example1\lights.tdb文件。然后进行环境设定，设定结果为：1个格点距离等于1个坐标单位也等于1个Micron。最后依次绘制24*15格的NWell层、14*5格的Active层、18*9格的PSelect层、2*9格的Poly层、2个3*3格的ActiveContact层、2个4*4格的Metall层。在绘制版图的时候要随时检查错误并查看设计规则修改错误，随时进行截面观察，以便及时修改隐藏的错误。PMOS版图如下：

(2)用L—Edit画NMOS版图：类似PMOS(2)用L—Edit画NMOS版图：类似PMOS的画法以及参照《集成电路设计与布局实战指导》，画出NMOS版图如下：(3)用L—Edit画NMOS基本节点组件版图：类似PMOS的画法以及参照《集成电路设计与布局实战指导》，画出NMOS基本节点组件版图如下：

(4)用L—Edit画PMOS基本节点组件版图：类似PMOS的画法以及参照《集成电路设计与布局实战指导》，画出PMOS基本节点组件版图如下:(5)用L—Edit画CMOS反相器的版图(5)用L—Edit画CMOS反相器的版图:新建一个L—Edit文件，引入PMOS组件、NMOS组件、PMOS基本节点组件、NMOS基本节点组件，连接闸极、汲极，绘制电源线，连接电源与接触点、加入输入端口、输出端口，版图绘制完成。绘制版图过程仍要随时检查错误并查看设计规则修改错误，随时进行截面观察。CMOS反相器的版图如下：GWD2、CMOS反相器瞬态分析(1)生成T-Spice文件。(2)加载包含文件：本次流程仍引用的是1.25um的CMOS流程组件模型文件“ml2_125.md”,因此参照瞬态分析加载包含文件。(3)设定流程与任务一中类似：Vdd电压值设定—设定A的输入信号--分析设定—输出设定，T-Spice文件最终结果如下：

■"■¥觎hMW<ZKI>5.0vu■'»[>JUkSE(03JDn5nLn沁.]Dbi4rraiVflBLnHCi：1oP・bdttpc3nbhEOD¥■"■¥觎hMW<ZKI>5.0vu■'»[>JUkSE(03JDn5nLn沁.]Dbi4rraiVflBLnHCi：1oP・bdttpc3nbhEOD¥IJk*lT(PinT-3CHL伽S:qTau・LELiMaAntJ:£TQUhLSMiKL41aiKitKO£lCt^Ki£>tLi>CMIXC-ICDtOClitET1CEliltI□EitnetEJipnilFin■■:□ir^andiEUhR咖曲Sct， Tnifc grdn<!Jjci?□XT曰由M ^壬貝奉^PidCnn■eM丄孑1.-恥」.『二-Z&pfliai'EiEiirMarnLisgiLwireSexodaLisrtiauKieEPveICnwirrK^■cPXfjECi0K：Lc£C3b>媲KOSC«e&0Lc<eJDa/FflljrL-FfliXTfSU/puMtiaE10卜hl■:<rrJik;电JTJh¥ridViSdF-HjM皿u减冏hW堆L-£aH-JU4刖!»<•,ElinQgij^'til*giiEiE『<igHUEU•丁轉E*-A.IdD.mFEH-OETT|33.J^1-S；ia--Hit|4.E.ASjt"■ H.»;4]|LncLuda"E:*!xc^tvnn«E：|.T5p-Lm7D|.r£<tal>^»]£_L3E.Ed*1pkfUa .£u.（4）进行模拟，用W-Edit观察模拟结果如下:5）分析结果：当输入为1时，输出为0；当输入为0时，输出为1，正确的实现了反相器的功能。

三、两级CMOS运算放大器原理图及动态分析1、两级CMOS运算放大器原理图(1)添加元件，按照课本画出的原理图如下：(2)调用..\tanner\S-Edit\tutorial\schematic\opamp.sdb，并修改，最后修改管子的宽长比，最后原理图如下：nUTC:r.-也-•-nUTC:r.-也-•-\TS■闔一c-*部71C** 沖两•J曲2^|Q \-\1 回殛 *|」：.|・|•a v1t儿 斶1」卷12、两级CMOS运算放大器频率响应(1)生成T-Spice文件。

（2）加载包含文件：本次流程仍引用的是1.25um的CMOS流程组件模型文件“ml2_125.md”,因此参照瞬态分析加载包含文件。3）设定输出，T-Spice文件最终结果如下：3・73・7电1…Pm IRkIm |QtIjiI:fUiIQtUk—♦UeletantinJuso.2J.Jkti<1:DI:2B<*o.¥EdEEiEiipxc47LngKvwmdn-psabii■ir-rtD*?Tur-sb^fi■ipxolnn^fciiLE—Ti^件住丈卄注询mjtXUjjfRnjEan^i・「■+F^EDE-ar.-^pvE-duJja"*'apK^->iBal口sd-EaHLtBpj^mp-DEC51LOQIE^wpiwileL心昭网伽owWcampTilOMhSjTcntrceti£GndIjlTFifli-vn: 的d'MiwwL-ftiI^l-Surm2¥»]iXLvnlOjidLjxkc-L~4w*-10«nn3v£J3=i£vnlGndn»> HMBuiri«4astu*tiiu击cdGtbjIHiasL"Lii¥■!Eu1KCFET_1I_]TbiaaTbi-roCnriQndm>?[.-luW-lUuHCSFET^P^3vbi-u*-*ddUddVddfTML»：L2iV->5u_LiuLt^W"■■叮id'1EMiw'iTSp^oi-lfi^iw^LH'i-n3±_d±iE-f£i»lnp3vsleL7iSdVddfmj*L«SeiU«3Shiirfs^T«iVddUdidjpcgiL■首口KT"*注口npU口乂Til7kMWHpars-L-flwr-^Du-pssnc■=* VFi：EftK：i6*im・活:）』■Gr』D.fi仙IViiH.•如I-3.0vrinflanZi.nL-fl.aHTrJLCl.D«liti^fad£.0EuLalnraij.cLroxlt-icparp_ps3HEVLni：oun4）进行模拟，用W-Edit观察模拟结果如下：H?W-EdttW^vefbnnViewer-[f:：.新建文fHBi.tanmopainfiuOutlJ坐EdtSatOptlorisWrriwjHebI口穴母d&|x聒唱|詮蛊备应|宙監包・H?W-EdttW^vefbnnViewer-[f:：.新建文fHBi.tanmopainfiuOutlJ坐EdtSatOptlorisWrriwjHebI口穴母d&|x聒唱|詮蛊备应|宙監包・雪|屛卫尸“・♦44J“bH>HUHl-Klrr!TilST■!■■■■ilHH■:金。＞翊IRe'iI卜卄卜4M卄卜…时・44-卜-（5）分析结果：输入频率〉10kHz时，运放正常放大，输入频率是10-100kHz区间时，输出电压开始下降，输入频率〉100kHz时，放大器截止。3、两级CMOS运算放大器动态分析1）第一次按照课本上画出的原理图，生成T-Spice文件，加载包含文件—分析设定—输出设定—模拟仿真，结果如下：匚皿含文件—分析设定—输出设定—模拟仿真，结果如下：匚皿略H学=ES符IS宙右包El雪|一-■•n13 345s ?3 3in|FdfHdp,prwsFLrjuM2）结果分析：由于怎样修改都没有输出信号，所以修改电路原理图如下：

k*HKT KM-WtlTDEDUCTF・ FL申A<刖鼻虺网切- 回画口刖鼻虺网切- 回画口I .*聲|、］拥tebE□O-需&DI-.二i、V-h屋檢®-D-l-口-口石一-创^:一^3）生成T-Spice文件，加载包含文件—分析设定—输出设定，结果如下：•■i•■i・|科|p5.IIC.EtsaclLrE.wrLE.UEidt5-UxeManJi7.L3-urir-TehonEnSt9011w】91台1亦"*Vauadacraprob:■中roniuiiu?pi.lPAa/e^seJEl丄ms__yMitM>3£•+F£EDM»3bl3Lb»"F='|養旳电料1tMl,、剧楷S!jEHH_7UtrffcTfl-<dx-"■+DTOlMrawodijac-^idnrrtmTer*"LIKL'PdcrEi,iic'i%<nir=E\T5pjnEin,in!Kfcls,i*J3_13Dni3i,-HfltftOlTQQLCPTOiMfia.ffl«FTRpT;yddGndS.DIKff6fllnD.j0,155DOD-0O.DO.QU-!IMITSand:HBQPL~3uS-23m.JB-lApFP-2lu.IflJ-iWlFFP-Eli.HLH5IS±CrdHKflL-2ul^22u. PO14ai.13»ddpP5-±4iITNIT4Tdd Udd FWd2 »&u GT记土口!!>■££> Pli^^u M■:MuHlIT1Vtikl 忖± :b-Eu "--SEmiMLd引 FJ-aiu rw-aiu.>：OTHlV-MVdd7nDt5L-：uIMZ2«Hl-6SpJM«uJJ-£itpF5"24uCUT口油-EhidGrKKfK粗L-c3uA妙uhD・MpPb"£4u妙・“ipPB-241HLDX2：HL1M5mmHl**riHH-TJGadMBDtS?