镜像电流源作偏置的差分放大器设计与仿真报告
一、仿真目的
1、熟悉差分放大器和镜像电流源的工作原理
2、学习镜像电流源作偏置的差分放大器的设计方法
3、熟悉Cadence的使用方法
二、电路原理
上图中，所有MOS管均采用0.35的工艺，由镜像电流源提供偏置，作为负载的镜像电流源由pMOS管组成，采用双端输入单端输出，输入信号幅度为正负0.5v。

作为偏置的镜像电流源两管子的尺寸均为W=5u，L=2u，差分放大器的两根管子和作为负载的电流源的两
根管子的尺寸均为：W=0.7u，L=0.5u。

电源电压为3v，差分放大器的直流偏置电压为2v。

三、仿真过程
1、直流仿真
首先，对电路进行直流仿真，看所有管子是否都处于饱和区，如果不在饱和区，则需要调整管子的尺寸和电路参数。

下图是镜像电流源左边管子的直流参数，其它管子参数的查看方法类似：
从结果可以看出，region为2，表示管子处在饱和区，由vgs>vth,vds>vgs-vth也可以看出管子处在饱和区。

其它管子通过通过同样的方法查看，都处在饱和区。

2、交流仿真
对电路进行交流仿真，其幅频特性曲线如下：
3、改变管子的宽长比，看其对电路的影响
其它参数不变，改变差分放大器的两个管子的宽长比，通过仿真看其对增益、带宽的影响,这里将管子的宽度设置为原来的10倍，即7u，首先进行直流仿真：
上图是放大器左边管子的直流参数，可以看出其处于饱和区。

其它管子仍可以通过相同的方法查看，通过仿真，发现都处于饱和区。

然后可以对其进行直流仿真，幅频特性曲线如下：
由仿真结果可看出，其增益变为大约28.4dB,3dB带宽大约为0.3GHz。

可见增加管子的宽长比可以增大放大器的增益，但是同时带宽会减小。

4、保证管子原来的参数不变，改变放大器直流偏置电压
将放大器的直流输入电压减小到1v，先进行直流仿真，看各个管子是否工作在饱和区，如下：
上图是放大器左边管子的直流参数，可见其工作在饱和区，通过同样的方法查看其它管子的直流参数，发现都工作在饱和区。

然后对电路进行交流仿真，其幅频特性曲线如下：
从上图仿真结果可以看出，其增益大约为20.4dB,3dB 带宽大约为100MHz ，其增益和带宽减小了。

四、仿真结果分析
1、通过增大差分放大器的管子的宽长比，通过仿真结果可以看出，电路增益增大，但是带宽减小了。

由差分放大器的增益公式可知：|Au|=D SS ox
n R I L
W C 可知，当宽长比增大时，
放大器的增益也会随之增大。

2、管子的宽长比不变，减小放大器的直流偏置电压，通过仿真结果可以看出，放大器的增益减小了。

由于直流偏置电压影响放大器的漏极电流，进而使得Iss 减小，由上公式可以看出，Iss 减小，放大器怎一随之减小。