在集成电路仿真实验前,需要将以上步骤方法向学生讲解清楚,防止学生在实验过程中形成出现乱接或者错接的坏习惯,必须让学生形成科学的实验观点,才能通过计算机获得理想的结果,从而提高学生对集成电路实验的兴趣爱好,才能提高他们的科学精神。
3 仿真软件简介
集成电路课程是微电子专业的支柱性课程,它要求学生熟悉各种半导体器件,掌握电路图的识读、绘制以及电路工作原理,还要学会掌握和合理运用分析方法。EDA(Electronic Design Automation )是指以计算机为工作平台,融合应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成功的电子CAD通用软件包,它将计算机技术应用于电子电路设计过程的一门崭新技术。它强大的仿真功能及其各功能模块与现实生活中的仪器十分相像,有利于学生更快更好的接受各种期间,更能把实践带入课堂,带入教学的每一个环节中去。
Protel是近年比较流行的仿真软件之一,它在计算机上虚拟出一个元件、设备齐备的硬件工作台,用它进行教学,可以加深学生对电路结构、原理的认识与理解,训练学生熟练地使用仪器和正确的测量方法。
Protel功能强大,可以利用其信号仿真的功能对该电路作信号分析。具体方法在实验步骤中详述。有一点需要注意的是:若要进行信号分析,绘制原理图时必须全部选用Sim.ddb(仿真元件库)中的元器件。
4 集成电路仿真实例
4.1实验目的
集成电路是一种将“管”和“路”紧密结合的器件,它以半导体单晶硅为芯片,采用专门的制造工艺,把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电路制作在一起,使之具有特定的功能。
集成电路实验是作为集成电路课程的重要组成部分,目的是使学生进一步理解课程内容,基本掌握集成电路设计和调试的方法,增加集成电路应用知识,培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
4.2 集成模拟乘法器电路工作原理
幅度调制就是载波的振幅(包络)随调制信号的参数变化而变化。采用集成模拟乘法器可以综合实现振幅调制、同步检波、混频、倍频、鉴频、鉴相等调制与解调的过程,而且性能优越。目前无线通信、广播电视系统等方面得到较好的应用。
集成模拟乘法器常见产品有BG314、F1595、F1596、MC1495、MC1496、LM1595、LM1596等。本实验采用MC1496集成模拟乘法器来进行模拟仿真。图1是MC1496的内部结构图。
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图1 MC1496的内部结构图
在本实验中采用集成模拟乘法器MC1496来完成调幅作用,其内部引脚图如图2所示。
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图2 MC1496的内部引脚图
其中V1、V2与V3、V4组成双差分放大器,以反极性方式相连接,而且两组差分对的恒流源V5与V6又组成一对差分电路,因此恒流源的控制电压可正可负,以此实现了四象限工作。V7、V8为差分放大器V5与V6的恒流源。
4.3 集成电路工作方式
静态偏置电流主要由恒流源I0的值来确定。
当器件为单电源工作时,引脚14接地,5脚通过一电阻VR接正电源+VCC由于I0是I5的镜像电流,所以改变VR可以调节I0的大小,即:
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