模拟cmos集成电路设计实验
实验要求：
设计一个单级放大器和一个两级运算放大器。
单级放大器设计在课堂检查，两级运算放大器设计需要于学期结束前，提交一份实验报告。
实验报告包括以下几部分内容：
1、电路结构分析及公式推导
（例如如何根据指标确定端口电压及宽长比）
2、电路设计步骤
3、仿真测试图
（需包含瞬态、直流和交流仿真图）
4、给出每个MOS管的宽长比
（做成表格形式，并在旁边附上电路图，与电路图一一对应）
5、实验心得和小结
单级放大器设计指标
两级放大器设计指标
实验操作步骤：
a.安装Xmanager
b.打开Xmanager中的Xstart
c.在Xstart中输入服务器地址、账号和密码
Host：202.38.81.119
Protocol: SSH
Username/password: 学号（大写）/ 学号@567& （大写）Command : Linux type 2
然后点击run运行。
会弹出xterm窗口。
修改密码
输入passwd，先输入当前密码，然后再输入两遍新密码。
注意密码不会显示出来。
d.设置服务器节点
用浏览器登陆http://202.38.81.119/ganglia/,查看机器负载情况，尽量选择负载轻的机器登陆，（注：mgt和rack01不要选取）
选择节点，在xterm中输入 ssh –X c01n?? (X为大写，??为节点名)
如选择13号节点，则输入ssh –X c01n13
e.文件夹管理
通常在主目录中，不同工艺库建立相应的文件夹，便于管理。
本实验采用SMIC40nm工艺，所以在主目录新建SMIC40文件夹。
在xterm中，输入mkdir SMIC40
然后进入新建的SMIC40文件夹，
在xterm中，输入cd SMIC40.
f.关联SMIC40nm 工艺库
在xterm窗口中，输入gedit&,(gedit为文档编辑命令)
将以下内容拷贝到新文档中。
SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/dfII/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/hdl/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/pic/cds.lib SOFTINCLUDE /soft1/cadence/IC5141/share/cdssetup/sg/cds.lib
DEFINE smic40llrf /soft2/eda/tech/smic040/pdk/SPDK40LLRF_1125_2TM_CDS_V1.4/smic40llrf_1 125_2tm_cds_1P8M_2012_10_30_v1.4/smic40llrf
保存为cds.lib 。
如下图。
若提示该文件已经存在，询问是否覆盖，选择覆盖。
g.启动candence。
在启动Cadence前，需要设置环境变量。
在xterm中，输入setdt ic5 mmsim111, 如下图。
然后再输入icfb&
启动Cadence。
h.新建工艺库
在icfb窗口中，点击Tools->Library Manager，如下图
在library Manager窗口中，点击File->New -> Library
在弹出窗口中，输入库的名字，如下图。
点击OK。
会弹出为新建库选择工艺库的窗口，选中Attch to an existing technology library.
选择smic40nm工艺库。
点击OK。
工艺库创建完成。
i.创建原理图
在library Manager 窗口中，在Library栏中，选中AMP，然后点击File->New->Cell View
在弹出窗口中，输入原理图名称。
点击OK。
稍等片刻，弹出原理图编辑Schematic Editing窗口。
j.搭建单级放大器原理图
在原理图编辑窗口中，选中左边栏的Instance图标，如下图。
点击弹出的Add Instance窗口中的Browse按钮。
在Library Browser窗口中，在Library栏中选中smic40llrf，在Cell栏中选中n11ll_ckt，在View栏中选中symbol。
如下图。
点击close。
此时原理图编辑窗口中出现尚未放置的mos管，点击鼠标左键放置mos管。
按esc键，退出添加。
刚才添加的mos管为nmos管，接着添加pmos管到原理图中，添加操作与添加nmos管一致，只是在Add Instance窗口中，Cell栏选中P11ll_ckt。
如下图。
放置后，如下图
接着添加电源、地以及电压源到原理图。
这些器件都存放在“analogLib”库中，
将所有元器件添加完后的原理图如下图所示
图中白色字体为元件对应的cell名。
选中原理图编辑窗口的左侧栏中的连续按钮，如下图所示，或者键盘敲击快捷键w。
鼠标在起点单击左键，开始连线，双击左键结束连续。
若画线错误，需要删除，选择左侧边栏的按钮，或者敲击快捷键D。
最终的原理图如下图所示。
修改元件参数，选中相应的元件后，按q建。
如nmos管，修改其宽度和长度。
直流电压源vdc的属性：修改DC voltage。
其他选项不用填。
交流信号源的属性：
交流幅度为交流AC仿真时的输入信号。
设置你的设计参数到相应的元件中，使其满足单级放大器的设计指标。
j.电路仿真
本实验需要用的仿真类型为瞬态分析（Tran Analysis）、直流分析（DC Analysis）和交流小信号分析（AC Analysis）。
关于三个电路分析的具体说明请参考压缩包内“基于Cadence的IC设计”文档的第二、三和五章。
本文档只介绍具体操作。
在原理图编辑窗口菜单栏中，单击Tools->Analog Environment
弹出的ADE仿真界面如下图所示
选中Analyses-> choose
弹出分析选择窗口，选中tran，在stop time项中输入你希望仿真的时间，例如1us。
接着，选中dc，勾选save DC operating Point。
接着选中ac，在sweep Variable中勾选Frequency，在Sweep Range中选中start-stop，输入交流仿真起止频率。
如下图。
点击ok。
此时ADE窗口如下图所示。
点击simulation->run。
运行仿真。
仿真结束后，查看仿真结果。
瞬态分析结果
点击ADE窗口中Results->Direct Plot-> Main Form
然后点击相应导线，会显示相应的波形。
直流分析结果
在ADE窗口中，点击Results-> Print -> DC operating Point.，如下图所示，
然后点击相应的mos管，能够显示mos管的详细参数。
如下图。
交流分析
在ADE窗口中，点击Results-> Direct Plot->AC Gain & Phase.，如下图所示，
然后依次选中输出导线，和输入导线，注意顺序。
弹出波特图窗口，如下图。