PSPICE仿真反相器

CMOS反相器的传播延时分析

摘要

CMOS反相器的传播延时取决于它分别通过PMOS和NMOS管充电和放电负载电容CL所需要的时间。负载电容由三个主要部分构成：漏扩散电容，连线电容以及扇出门的输入电容。本文主要通过改变漏扩散电容及扇出门的电容来提高反相器的性能。

关键词：反相器 传播延时 负载电容

一、传播延时分析 1、负载电容CL

CMOS反相器的负载电容主要来源于NMOS和PMOS晶体管的漏扩散电容，连线电容以及扇出门的输入电容，由于这三类电容值都是非线性的并且随所加电压而变化，故简化如图1.1一对串联反相器电路的分析，它包括了影响节点Vout瞬态响应的所有电容。先假设输入Vin由一个上升和下降时间均为零的理想电压源所驱动。只考虑连至输出节点上的电容时，CL可以分解为以下几个部分。

图 1.1

(1) 栅漏电容Cgd2

(2) 扩散电容Cdb1和Cdb2 (3) 连线电容Cw

(4) 扇出的栅电容Cg3和Cg4

其中：扩散电容通过调节W/L比来控制。 连线电容通过线的长度和宽度来控制。 扇出电容通过增加或减少扇出部件。

2、传播延时：一阶线性分析

一个门的传播延时tp定义了它对输入信号变化的响应有多快。它表示一

C M O S反相器的版图设

计

-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

实验一：CMOS反相器的版图设计

一、实验目的

1、创建CMOS反相器的电路原理图(Schematic)、电气符号(symbol)以及版图(layout);

2、利用’gpdk090’工艺库实例化MOS管；

3、运行设计规则验证(Design Rule Check,DRC)确保版图没有设计规则错误。

二、实验要求

1、打印出完整的CMOS反相器的电路原理图以及版图；

2、打印CMOS反相器的DRC报告。

三、实验工具

Virtuoso

四、实验内容

1、创建CMOS反相器的电路原理图；

2、创建CMOS反相器的电气符号；

3、创建CMOS反相器的版图；

4、对版图进行DRC验证。

2

1、创建CMOS反相器的电路原理图及电气符号图

首先创建自己的工作目录并将/home/iccad/cds.lib复制到自己的工作目录下（我的工作目录为/home/iccad/iclab），在工作目录内打开终端并打开

virtuoso(命令为icfb &).

在打开的icfb –log中选择tools->Library Manager,再创建自己的库，在当前的对话框上选择File->New->Li

实验二 MOS反相器电压传输特性 集成电路CAD 深圳大学电子科学与技术学院微电子学专业

实验二 MOS反相器电压传输特性

姓名 学号

? 电阻型MOS反相器

1. 参照讲义，请将电阻型MOS反相器的电路连接图（schematic）截屏并

粘贴到以下空白处（包含I/O Pin以及电压源）：

2. 将其中NMOS管参数设为L=0.18um，W=1um，电阻R为5kΩ，试运行

仿真得到其对应的电压传输特性曲线Vout-Vin，观察并记录VM以及VOH，并截屏粘贴到以下空白处（包含Vout=Vin的参考线）

1

实验二 MOS反相器电压传输特性 集成电路CAD 深圳大学电子科学与技术学院微电子学专业

3. 在模拟环境（Analog Environment）中设置“plotting mode”为“Append”，

然后将电阻值改为10 kΩ和20 kΩ，将三组电压传输特性曲线plot在同一个窗口中，观察并记录VM以及VOL随电阻R的变换，并将窗口截屏粘贴到以下空白处：

4. 通过修改电阻R的值

目录

前端电路设计与仿真 ....................................................................................................................... 2

第一节双反相器的前端设计流程 ........................................................................................... 2

1、画双反相器的visio原理图 ....................................................................................... 2 2、编写.sp文件 ............................................................................................................... 2 第二节后端电路设计 ............................................

XXXXXXXX大学（MEMS）实验报告

实验名称 使用L-Edit 画反相器布局图 实验时间 年 月 日

专 业 姓 名 学 号 预 习 操 作 座 位 号 教师签名 总 评

一、实验目的：

1、进一步熟悉L-Edit的使用，并且能正确、快速的使用这些工具； 2、进一步掌握版图设计的设计规则；

3、能运用L-Edit 实现器件的布局图，掌握软件的基本设定、理解版图图层间的关系；

4、绘制反相器布局图； 二、基本原理：

运用实验三中的nmos组件与pmos组件完成反相器布局图的设计。版图设计操作的基本流程为：进入L-Edi

PSPICE实验报告

完成实验共7个

第四章二个，第三章二个，第五章一个， 第六章一个,第二章一个

（部分图片由于修改了扫描速率，导致绿线变为了灰色线） 姓 名：张熙童 班 级：智能二班 学 号：201208070225

第四章基本共射极放大电路

实验背景

BJT的重要特性之一是具有电流控制（即电流放大）作用，利用这一特性可以组成各种放大电路，单管放大电路是复杂放大电路的基本单元。这里以基本共射极放大电路为例，显然放大电路中可能会交、直流共存。分析放大电路的工作情况的基本方法有图解分析法和小信号模型分析法。这里用到了图解分析法，这种方法特别适用于分析信号幅度较大而工作频率不太高的情况，它直观、形象，有助于理解正确选择电路参数、合理设置静态工作点的重要性。 实验目标

1. 静态工作点的计算

2. 通过仿真实验理解基本共射极放大电路的基本原理.

SPE4.9.1 题目简述：

共射极放大电路分别为下图a与图b所示。设两图中BJT均为NPN型硅管，型号为Q2N3904，Bf=50（Bf为共射极放大系数）。图中的Ce是Re的旁路电容。试用Pspice程序分析：

分别求两路电路的Q点；

作温度特性分析，观察当温度在-30度~ +70度范

第1章 OrCAD9.2应用与实践

PSpice分析类型

PSpice A/D将直流工作点分析、直流扫描分析、交流扫描分析和瞬态TRAN分析作为4种基本分析类型，每一种电路的模拟分析只能包括上述4种基本分析类型中的一种，但可以同时包括参数分析、蒙特卡罗分析、及温度特性分析等其他类型的分析，现对4种基本分析类型简介如下。

1. 直流扫描分析（DC Sweep）

直流扫描分析的适用范围：当电路中某一参数（可定义为自变量）在一定范围内变化时，对应自变量的每一个取值，计算出电路中的各直流偏压值（可定义为输出变量），并可以应用Probe功能观察输出变量的特性曲线。

例对图1-1所示电路作直流扫描分析

R11kER24k 图1-1 直流扫描分析实例

（1）绘图

应用OrCAD/Capture软件绘制好的电路图如图1-2所示。

图1-2 直流扫描分析实例

（2）确定分析类型及设置分析参数

a) Simulation Setting（分析类型及参数设置对话框）的进入 ·执行菜单命令PSpice/New Simulation Profile，或点击工具按钮New Simulation（新的仿真项目设置对话框）。如图1-3所示。

，屏幕上弹出

- 1 -

第1章

专业： 姓名： 实验报告

一、实验目的和要求：

1.熟悉ORCAD-PSPICE软件的使用方法。 2.加深对共射放大电路放大特性的理解。 3.学习共射放大电路的设计方法。 4.学习共射放大电路的仿真分析方法。

学号： 日期： 地点：

课程名称：电路与模拟电子技术实验 指导老师： 张冶沁 成绩： 实验名称： PSpice的使用练习2 实验类型： EDA 同组学生姓名：

二、实验原理图：

图1 三极管共射放大电路

三、实验须知：

1． 静态工作点分析是指：

答：求解静态工作点Q,在输入信号为零时,晶体管和场效应管各电极间的电流和电压就是Q点。可用估算法和图解法求解 2． 直流扫描分析是指：

答：按照预定范围设置直流电压源变化值，观察电路的直流特性 3． 交流扫描分析是指：

答：按照预定范围设置交流电压源变化值，观察电路的交流特性 4． 时域（瞬态）分析是指：

答：控制系统在

第六章 PSpice仿真软件的应用

§6-1 SPICE的起源

SPICE 程序的全名为Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis，顾名思义它是为了执行日益庞大而复杂的集成电路( Integrated Circuit IC)的仿真工作而发展出来的。最早它是由美国加州柏克莱大学发展出来的，并大力推广至各校园及企业中。

在目前个人电脑上使用的商用电路仿真软件中，以PSpice A/D系列最受人欢迎。它是1984年MicroSim公司依SPICE2标准所发展出来，可在IBM及其兼容电脑上执行的SPICE程序。因为PSpice A/D程序集成了模拟与数字仿真运算法，所以它不只可以仿真纯模拟电路或纯数字电路，更可以非常有效率地并完善地仿真模拟加数字的混合电路。历年来经过多次改版，以其强大的功能及高度的集成性而成为现今个人电脑上最受欢迎的电路仿真软件。

§6-2 OrCAD PSpice的特点

1、集成性高 在OrCAD的集成环境内，从调用电路绘制程序Capture CIS在视窗环境下完成电路图的制作及分析设置，到调用电路仿真程序PSpice完成仿真与观测结果，再到印刷电路板设计Layout

射频通信电路

大作业实验报告

实验目的：

1、熟悉pspice软件环境，利用它画出所需电路，并分析其电路特性。

2、通过此次实验，了解并联谐振回路的标准电路形式，其幅频特性曲线，以及选频回路的主要指标，区分LC串、并联选频回路。

3、了解混频器的基本知识，混频的线性频谱搬移本质，以及电路的实现方式，并运用软件实现了其功能。

4、了解振荡器的功能、指标以及其分类，并且了解其构成的三个条件（平衡，起振，稳定条件）。

5、了解包络检波的基本知识，了解其原理，通过pspice软件，实现其功能，最终得出运行结果，深入了解其运行方式。

实验一：并联谐振回路的幅频特性

题目：并联谐振回路中心频率f=10MHz,C=56Pf,通频带BW3=150kHz,求回路的电感L、Q值及对f=600kHz出的信号选择性S。欲使BW3增至300kHz,应在回路两端并联多大电阻。

实验原理：

并联谐振回路的标准形式，如图1

图1 图2 1回路输入导纳：Y (?)?G?j?C?j?L 1谐振频率： ?o?2?fo?LC

幅频特性（归一化选频特