電子工学科、やめて下さい。

Edited by Leun Kim

 夏休みにもかかわらず、電子回路の教授が設計の課題を出した。畜生!




詳細設計説明書:設計課題2

1. 題目 : MOSFETを利用したamplifierの設計 


2. 設計目的

MOSFETを利用してCommon-Source, Common-Gate, Source-Follower amplifierを理解してから、これを応用してamplifierを設計する。


3. 設計内容

 

1) NMOSFET model parameterの用語説明は353ページの表4.7にあるのを参考して、次の設計プロジェクトの実行に必要なNMOSトランジスターの具体的モデルparameterらは355ぺーじの表4.8にある0.5um NMOS process parameterを使用する。 

< MODEL PARAMETER >

.model NMOSNMOS(Level=1 VTO=0.7 GAMMA=0.5 PHI=0.8 LD=0.08E-06


+UO=460 LAMBDA=0.1 TOX=9.5E-9 PB=0.9 CJ=0.57E-3 CJSW=0.12E-9


+MJ=0.5 MJSW=0.4 CGDO=0.4E-9 JS=10E-9 CGBO=0.38E-9 CGSO=0.4E-9)

2) つぎの条件を満足しながらBWが最大になるMOSで構成されたAMPLIFERを設計する。MOS一つで設計してもよいし、Casode方式外違う方式で設計してもよいし、段数にも制限がありません。回路を設計するとき、まず理論的な値を求めてから、それにしたがって回路を設計してシミュレーションと比べて下さい。

ただし, VDD= 3.3V, VSS= 0V, load capacitor Cload= 0.5pF

  (1) DC gain: 40dB 以上

  (2) 3-dB bandwidth: 最小 3MHz 以上

  (3) Power consumption: as low as possible

3) 回路のシミュレーションのプログラムのPSpiceやOrcadを使ってつぎのシミュレーションを実行。

   (1) AC・DC 分析

設計したかいろをAC分析をして理論分析から求めた結果と似ているかどうか観察してから、もし差があれば、どのくらいあるか。またなぜそうか。説明する。

   (2) Transient 分析

Transient分析を通して、入力段に周波数100kHzと振幅2mVp-pのSineWaveを入るときの出力電圧を出力、入力と出力の関係を思ってから理論と比較。 


(3) Rsigの値を変化させながら3-dB bandwidthがどう変化するか観察して理論と比較。


4. 設計制限要素

(1) 経済要素

– 構成部品の数を最小化。

(2) 安定性

– さまざまの部品に流れる瞬間電流が0.1Aを越えないように設計。

(3) 信頼性

– VTOを0.5~1Vまで変化させながら回路の動作確認。

– MOSと抵抗のごさにもかかわらず上の規格が具現されるように設計(1割の誤差は大丈夫だ。)

(4) 実行可能性

– MOSとRを使う。

MOSの場合、W< 1000 um 以下。

抵抗は100 kohm 以下。

 

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I was born and raised in Daegu, S. Korea. I majored in electronics and math in Seoul from 2007 to 2012. I've had a great interest in math since freshman year, and I studied PDE in Osaka, Japan from 2012-2014. I worked at a science museum and HUFS from 2014 in Seoul. Now I'm studying PDE in Tokyo, Japan. I also developed an interest in music, as I met a great piano teacher Oh in 2001, and joined an indie metal band in 2008. In my spare time, I enjoy various things, such as listening music, blogging, traveling, taking photos, and playing Go and Holdem. Please do not hesitate to contact me with comments, email, guestbook, and social medias.



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