[EN]

Dwustopniowy wzmacniacz operacyjny

Obliczenia, badania symulacyjne i projekt topografii

Zadanie:

· przygotowanie do laboratorium - zaprojektowanie standardowego dwustopniowego wzmacniacza operacyjnego,

· badania symulacyjne zaprojektowanego wzmacniacza operacyjnego,

· projekt topografii wzmacniacza, ekstrakcja schematu z projektu topografii i weryfikacja końcowa parametrów wzmacniacza.

W zadaniu należy wykonać standardowy dwustopniowy wzmacniacz operacyjny, posługując się procedurą przedstawioną na wykładzie, dla technologii TSMC 0,35 μm (paramery, model). Parametry wzmacniacza podane są w tabeli, a przyporządkowanie wersji do poszczególnych osób znajduje się w pliku lista_aus. UWAGA, rozmiary tranzystorów można zmieniać ze skokiem λ=0.2μm, przy czym  minimalny rozmiar tranzystora wynosi W/L=3λ/2λ. Do obliczeń przyjąć następujące parametry tranzystorów: NMOS KP=94u VT0=0.55 GAMMA=0.6 LAMBDA=0.04; PMOS KP=33u VT0=-0.75 GAMMA=0.4 LAMBDA=0.06. W rzeczywistości współczynnik modulacji długości kanału LAMBDA zależy od długości kanału tranzystora. Aby to uwzględnić można skorzystać wartości LAMBDA zamieszczonych w pliku lambda-f(L).txt

Po wykonaniu obliczeń należy zweryfikować symulacyjnie (Spice MOS Level 1) podstawowe parametry wzmacniacza (Av, GB, PM, ICMR, Vout range, SR, Pdiss). Następnie dla modelu MOS BSIM dokonać optymalizacji wzmacniacza, tak aby były spełnione zadane parametry. Wszystkie parametry wzmacniacza (Av, GB, PM, ICMR, CMRR, PSRR, Vout _range, SR, R_out P_diss) należy zweryfikować symulacyjnie i umiścić w tabeli. Projekt topografii wzmacniacza wykonać przy użyciu programu MAGIC stosując rozmieszczenie tranzystorów podobne jak w zadaniu 1. Z projektu topografii należy wykonać ekstrakcję schematu wzmacniacza i przeprowadzić końcową weryfikację (i ewentualną optymalizację) parametrów wzmacniacza.

Do zadania należy sporządzić sprawozdanie w formacie doc, odt lub pdf według załączonego wzoru. Sprawozdanie powinno zawierać zestawienia wyznaczonych parametrów w tabeli oraz odpowiednie wykresy, obliczenia i wnioski. Do sprawozdana należy dołączyć pliki do symulatora SPICE (cir) i projekty topografii (mag). UWAGA! Do każdej symulacji należy załączyć odpowiedni plik gotowy do uruchomienia! Spakowane sprawozdanie wraz załączonymi plikami należy przesłać do serwisu eNauczanie, Dodatkowo sprawozdanie przesłać w formacie pdf. Przesyłane pliki nazywać wg szablonu: Imię_Nazwisko_numerindeksu_AUSLAB_rok_sprawozdanie_zad3_vx (vx - nr wersji).

Parametry wzmacniacza:

Parametr	Jednostka	Opamp_v1	Opamp_v2	Opamp_v3
Av ≥	V/V	20000	10000	10000
GB ≥	MHz	7	12	15
ICMR ≥	V	1.2-2.7	1.2-2.7	1.2-2.7
Voutrange ≥	V	0.3-2.7	0.3-2.7	0.3-2.7
CL	pF	10	6	5
SR ≥	V/µs	7	8	8
Vdd	V	3.0	3.0	3.0
Vss	V	0	0	0
Pdiss≤	mW	0.6	1.0	1.0