模拟IC实验报告Word格式.docx
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从转移特性曲线图可知,mos管的导通电压Vth=0.853V
4.改变Vdd,做出一组转移特性曲线:
由上至下分别表是Vdd1=12V,Vdd2=9.6V,Vdd3=7.2V,Vdd4=4.8V,Vdd5=2.4V时mos管的转移特性。
5.改变mos管的w/L,观察输出特性的变化
解答:
比较不同w,L的输出特性曲线组图,可以看出宽长比W/L越大,输出的漏极电流也就越大。
即当其他条件相同时,漏极电流与mos管的宽长比成正比。
6.修改mos管的w/L,观察转移特性的变化:
由不同W/L下的转移特性图可知,当Vgs=6V时,W/L越大,漏极电流ID也就越大,而gm=ID/Vgs
所以gm也就越大.
实验三mos管共源放大电路的分析
2.共源电路的电压传输曲线:
3.在电压传输特性中选择一个适当的输出电压值作为工作点电压,并测量对应的偏置电压。
由测得的共源电路电压传输曲线,选取Vout=6.78V作为工作点电压,此时的偏执电压为VOFF=1.04V(斜率最大)
4.测量电压传输特性中工作点附近的斜率,即电压放大倍数。
如上图电压传输特性曲线所示:
求得AV=(7.28-6.78)/(1-1.04)=12.5
5.在偏置电压上叠加毫伏级正弦电压时的输出波形,并计算放大倍数:
有图可求得放大倍数AV=(6.2-5.0)/0.1=12
6.测量电路的幅频响应:
7.将幅频响应中低频增益和正弦电压增益以及电压传输特性斜率(增益)作比较。
幅频响应的低频增益=21.2dB正弦电压增益=20log12=21.58dB
电压传输特性斜率(增益)=21.94
由上可知三种情况下的增益基本相等
8.根据理论知识,设法提高电路的低频增益。
根据AV=-gmRD可知可以将电路的RD增大
也可将电路中mos管的宽长比增大,如下图所示增大后的电压增益
实验问答:
2.根据测试情况分析电路的工作情况。
如果要提高电路的增益,应当在那些方面作改动?
答:
由本实验第八部可知,要提高电路的增益可以增加电路中noms的宽长比,或适当增大电阻RD的阻值.
3.小结实验中的三种测试方法分析各种测试方法的特点.
实验中用到了电压传输特性测试斜率法,这种方法感觉不准确,因为不知道怎样测量不同点的斜率值,只能根据测得两点的值,作计算估计。
对与正弦电压测试法即在直流的基础上加上小信号进行分析测试。
最后是幅频响应测试法,因为管子是理想的,没由低频的fL只有fH.
4.小结电路增益提高的途径和结果。
提高电路增益的途径
(1)适当增加mos管的宽长比
(2)适当增加电阻RD的电阻值
RD的增加不能太大要保证管子的工作条件
实验四差动放大器的研究
(1)
1.测量图示电路差放管的漏极电压,并测试差动放大电路的增益。
测量结果与实验3比较。
原理图:
首先做直流分析:
得到静态工作点的电压Vds=7.0V
在加入小信号交流调节电路到静态工作点上
得到Vgs与Vds
电路的增益AV=(7.007-7)/0.005=1.04基本没放大..
2.把差放管的负载电阻改为电流源,入下了图所示
同时改变了R6和R4,同时增大了电流源mos管的宽长比
由此可以计算出电路增益Av=(7.12-7.05)/0.005=14
1.估算图一的漏极静态电压,和实验结果作比较.
理论计算VDS=VDD-IA/2*R=12-0.5*10=7V实验结果的VDS=7V理论与实验结果一致.
2.图二的电路增益提高了多少?
13dB.能提高这么多是因为我将电流源的mos管的宽长比也增加了,如果不增加mos管的宽长比调好久放大倍数也不理想,而且漏极电压很难调。
3.电路增益能否提高到60dB以上.
没达到,估计有点困难,因为增益要提高到60dB原来电路肯定不行,改变mos管的参数可以一定程度上提高电路的增益,如下所是我改变了电流源和差放mos管的参数使得增益达到了32.4dB此时的放大倍数为40
4.增益提高后漏极电压调整是否有困难.
是,电路增益提高会是漏极电流提高,而要保障漏极静态电压保持不变又要减小电流
5.提出便于调整静态工作状态的方案.
固定Vgs调节可以改变差放电流或电阻的量,采用变量的形式,去不同的值测输出端的电压,寻找瞒住条件的VDS,然后在固定对应的参数。
实验五差动放大器的研究
(二)
1.分析图示电路。
解释M6,M7如何起到稳定共模电压的作用。
当输出端的电压增加,即M6,M7两端的电压,则导致M6,M7的电流增加使得控制电流源M5的电阻R4两端的电压增加,即增加了M5的电流,M5电流的增加使得M1和M2上的分压真多,因此两差分mos管的分压也就减小,反之输出端的电压减小时,差分mos管的分压也就增加,这就起到了稳定共模电压的作用。
2.调节好后的电路图:
分析:
由于调了多次R4,也不能将电路调到需求状态,因此我将差分mos管的参数作了一些改变,增大了宽长比,最后达到了需求状态。
2.测量电路的增益
由图可计算出增益Av=(7.08-699)/0.005=18
实验总结:
对仿真结果作分析,总结出差动放大电路的设计方法。
总结:
对与差动放大电路,首先要做的就是确定静态工作点,在根据静态工作点去调节加入小信号之后的电路参数,这些参数要起到能直接或间接改变输出电压的作用,然后通过设置变量,在变量下观测输出电压的变化,找到静态工作点附近的参数,将电路的参数规定,测电路的增益。
1.图1电路中那些参数对电路的增益有贡献?
图1中电阻R3,R7,V2对电路的增益由贡献.
2.分析电路中直流负反馈的形成.
当VDS增加的时,M6,M7的Vgs增加,使得R4上的电流增加,R4的分压也就增加,电流源上的电压增加,电流源的电流也随着增加,电流源的电流增加使得M1,M2上的分压也就增益,这样就使得差放管的分压就减小,即使得VDS减小。
3.R3的阻值变大,R4应当怎么变?
电路的增益将会发生什么变化?
R3增大R4应该减小,电路的静态工作点会下降,增益也就会下降。
4.为什么图3电路的增益比图1电路可以提高?
答:
因为图三存在反馈,可以起到稳定静态工作点的作用,而图一的静态工作点会偏离导致增益下降.
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