БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Механико-математический факультет

Отчёт

о прохождении производственной практики

Студента 3 курса 4 группы

Романовского П.С.

Руководитель практики:

Минск

2012

Оглавление

Введение 3

Постановка задачи 4

Глава 1. Основы работы с программным комплексом Cadence 5

1.1. Компоновка электрической схемы инвертора 5

1.2. Моделирование инвертора 6

Глава 2. Основные устройства, применяемые в аналоговой схемотехнике 8

2.1. Транзисторы 8

2.2. Токовые зеркала 17

2.2.1. Простейшее токовое зеркало 17

2.2.3. Отражатель тока 25

2.2.4. Истоковый повторитель 31

2.3. Операционный усилитель 44

Список литературы 76

Введение

Производственная практика проходила с 4 июля 2012 года по 31 июля 2012 года в ЧНПУП «NTLab systems» , под руководством ведущего инженера Бухтоярова Сергея Евгеньевича. Практика осуществлялась в соответствии с Программой производственной практики для студентов Белорусского государственного университета.

Постановка задачи

Изучить свойства и принципы работы основных устройств, используемых в аналоговой схемотехнике (МОП-транзисторов, токовых зеркал, усилителей). Ознакомиться с программным комплексом Cadence и с его помощью промоделировать изученные устройства. Изучить зависимость свойств изученных схем от различных параметров.

На основе полученных знаний, модифицировать простейший дифференциальный усилитель и на его основе построить аналогово-цифровой преобразователь.

Глава 1. Основы работы с программным комплексом Cadence

Для моделирования схем, составленных в ходе практики, будет использоваться программный комплекс Cadence, а именно такие его части, как Virtuoso schematic editor и Virtuoso analog design environment. Ознакомление с этими частями САПР Cadence проведём на примере инвертора, составив его схему и промоделировав её.

1. Компоновка электрической схемы инвертора

Пошагово опишем процесс создания схемы инвертора:

1. Запуск library manager (virtuoso -> tools -> library manager)

2. создание новой ячейки в библиотеке (file -> new -> cell view) в графе type выбираем schematic. После этого действия откроется окно virtuoso schematic editor

3. Для добавления экземпляров (элементов схемы) используем кнопку create instance. Далее выбираем библиотеку, в которой описан требуемый экземпляр и сам экземпляр. Таким образом добавляем n и p транзисторы nch, pch, а также vdd и ground.

4. Добавляем PIN In и PIN Out

5. Соединяем размещенные экземпляры с помощью кнопки create narrow wire.

Рисунок 1.1.Схема инвертора

6. для изменения свойств транзисторов открываем контекстное меню с помощью правой кнопки мыши и выбираем в нем properties. После изменения свойств нажимаем apply и ok.

7. для проверки свойств связей используем check and save. Если ошибок не обнаружено, в окне virtuoso получим текст :

Schematic check completed with no errors. “Tutorial schematic inverter” saved.

2. Моделирование инвертора

Далее пошагово опишем процесс моделирования инвертора:

1. для временного моделирования схемы используем Virtuoso Analog Design Environment (virtuoso schematic -> launch -> ADE L)

2. после нажатия клавиши choose design появляется окно, в котором необходимо указать имя ячейки для моделирования, а также библиотеку, в которой эта ячейка описана.

3. Устанавливаем симулятор. Для этого жмем Simulator/Directory/Host, и выбираем Spectre для поля Simulator, нажимаем OK.

4. Зададим входные воздействия (setup -> stimuli). После внесения изменений для каждого входного воздействия жмем change, чтобы изменения сохранились.

5. Далее указываем тип моделирования. В меню ADE выберите Analyses →

Choose... Далее выберите Analisis: tran, вводим 40n в поле Stop time (2 периода) и moderate в секции Accuracy Default.

6. Нажимаем на иконку Netlist and Run или в

меню ADE выбираем Simulation → Netlist and Run. В случае возникновения ошибок необходимо вернуться к предыдущим шагам и исправить их. После изменения схемы может понадобиться меню Simulation → Netlist → Recreate для повторного создания нетлиста.

7. В меню ADE выбираем Results → Direct Plot →Transient Signal, после чего

появится окно редактора электрической схемы. В нем необходимо выбрать сигналы, которые хотим увидеть.

Рис.1.2. Временная диаграмма инвертора

8. Для выполнения DC анализа и получения передаточной характеристики инвертора необходимо заменить Pin IN на экземпляр ячейки vdc из библиотеки analogLib.

9. В меню ADE выбираем Analyses → Choose, dc и Component Parameter, Выбираем источник напряжения в редакторе схемы, указываем свойство VDC, затем вводим Start: 0 , Stop: 3.3 и step: 0.2.

10. Выполняем Netlist and Run. Если нет ошибок, смотрим

Results → Direct Plot → DC.

Рис.1.3. Передаточная характеристика инвертора