集成电路实验报告 (2)

实验 3 使用T-Spice 进行单元电路的瞬时分析3.1 实验目的及要求

1．进一步熟悉Tanner Pro 软件中T-Spice 软件的使用；

2．掌握使用T-Spice 分析简单电路的方法与操作流程，从而学会分析较为复杂的逻辑电路。

3.2 实验内容

3.2.1 反相器瞬时分析

（1）打开S-Edit，由于本实例中所使用的电路需要在反相器电路的基础上进行适当修改，为不影响后面的版图设计，同学们可以建立新文件EX3，将EX2 中反相器模块复制到EX3 文件中，再打开加入电源进行适当修改即可。反相器电路设计较为简单，在此只是教大家掌握复制模块的方法，希望大家掌握。

（2）复制inv 模块方法如下：先打开实验 2 中设计的“EX2.sdb”。进行复制前必须回到EX3 文件环境，方法为选择Module－>Open 命令，打开Open Module 对话框，在Files下拉列表中选择EX3，单击OK 回到EX3 环境，才能进行复制模块操作。选择Module－>Copy命令，打开Copy Module 对话框，在下拉列表中选择EX2 选项，在Select Module To Copy列表中选择inv 选项，单击OK 按钮即可。

（3）加入工作电源：inv 模块在电路设计模式下，选择Moudle－>Symbol Browser 命令，在Library 列表框中选择spice 组件库，其中有很多电压源符号，选取直流电压源Source_v_dc 作为此电路的工作电压源。直流电压源Source_v_dc 符号有正（+）端与负（－）端。在inv 模块编辑窗口中直流电压源有两种接法可以直接连线接到原电路图的Vdd 与Gnd，也可另外复制两个Vdd 与Gnd（Ctrl＋C 复制Ctrl＋V 粘贴）接到电压源正负极，虽然两个全域符号Vdd 与Gnd 符号分开放置，但两个分离的Vdd 符号实际上是接到同一个节点，而两个Gnd 符号也是共同接地的。

（4）加入输入信号：选择Moudle－>Symbol Browser 命令，在Library 列表框中选择spice 组件库，选取脉冲电压源Source_v_pulse 作为反相器输入信号，将脉冲电压源Source_v_pulse 符号的正端接输入端口in，负端接Gnd，编辑完成。为避免文件混杂且便于分辨可将原模块名称改为“inv_tran”，方便日后应用于其他的分析中。

（5）输出成SPICE 文件：此操作有两种方法前面已经介绍过了，可以直接单击S-Edit右上方的按钮，则会自动输出成SPICE 格式并打开T-Spice 程序。

(6)加载包含文件:由于不同的流程有不同的特性,在模拟之前必须要引入MOS 组件的模型文件,此模型文件内有包括电容电阻系数等数据,以供T-Spice 模拟之用。本实验是引用 1.25um 的CMOS 流程组件模型文件“m12_125.md”。鼠标移至主要电路前，选择Edit－>Insert Command 命令或点击，打开T-Spice Command Tool 对话框，在左边列表框中选择Files选项。此时窗口将出现3个选项，单击Include Files按钮，点击下方的CreateCommand 按钮，在\tanner EDA\T-Spice Pro\models 下找到m12_125.md 文件，点击InsertCommand 添加即可。添加完成出现如下指令：.include “C:\ProgramFiles\Tanner EDA\T-Spice Pro\models\ml2_125.md”

（7）分析设定：瞬时分析必须下瞬时分析指令，将鼠标移至文件尾，按上面的方法在此打开打开T-Spice Command Tool 对话框，在选项中选Analysis 选项，并选择其中的Transient 选项。单击Transient 按钮后点击Create Command 按钮出现，设定其时间间隔与分析时间范围，此处模拟时间间隔可设定为1ns，总模拟时间则为400ns，单击Insert Command 后完成添加。添加完成出现如下指令：“.tran 1n 400n”。

（8）输出设定：观察瞬时分析结果，要设定观察哪些节点的瞬时分析电压或者电流，在此要观察的是输入节点in 与输出节点out 的电压模拟结果。鼠标移至文件尾，按上面的方法在此打开T-Spice Command Tool 对话框，在选项中选Output，在点击Transientresults 按钮后点击Create Command 。在Node name 中填上“in”然后Add 添加，同样填上“out”然后Add 添加，添加完出现如下指令：“.print tran v(in) v(out)”此处需注意：输入输出节点名称包括大小写必须与电路中节点名称一致。

（9）进行模拟：在完成SPICE 文件设定后，点保存，选择Simulate－>Start Simulate命令或者单击命令，打开Run Simulate 对话框，单击Start Simulation 按钮，则会出现模拟结果的报告“Simulation Status”，并自动打开W-Edit 窗口来观看模拟波形图。也可在W-Edit 中观看模拟结果“inv_tran.out”的图形显示，选择工具图样来分离v（in）曲线与v（out）图样。

3.3实验结果

反相器电路

瞬时分析

输出dx=学号=2

3.4.实验体会

进一步熟悉Tanner Pro 软件中T-Spice 软件的使用，掌握使用T-Spice 分析简单电路的方法与操作流程，学会了用代码表示电路。

3.5.软件优缺点

相比用图形进行电路绘制T-Spice 直接通过代码表示电路虽然没有图形的清晰明确，但却更加方便更改操作，分析各种情况。

实验 4 使用L-Edit 编辑单元电路布局图

4.1 实验目的及要求

1．进一步熟悉Tanner Pro 软件中L-Edit 软件的使用；

2．了解和掌握用L-Edit 画简单逻辑电路布局图的流程和方法，并能画出简单逻辑电路的布局图。

4.2 实验内容

4.2.1 使用L-Edit 画PMOS 布局图

（1）打开L-Edit 程序：打开L-Edit 后，选择File－>Save As 另存新文件，在文

件名中输入新文件名称。

（2）取代设定：选择File－>Replace Setup 命令，单击出现的对话框From file 下拉列表右侧的Browser 按钮，选择“C:\Program Files\Tanner EDA\L-Edit\spr\example1\lights.tdb”文件，单击OK 按钮，就可将lights.tdb 文件的设定选择性应用在目前编辑的文件，包括格点设定、图层设定等。

（3）设计环境设定：绘制布局图，必须有确实的大小，因此要绘图前先要确认或设定坐标与实际长度的关系。选择Set－>Design 命令，打开Setup Design 对话框，本实验中技术单位Technology units 为以Lambda 为单位，而Lambda 单位与内部单位Internal Unit的关系可在Technology setup 选项组中设定，如图4.3.2 所示，设定1 个Lambda 为1000个Internal Unit，也设定1 个Lambda 等于1 个Micron。接着选择Grid 选项卡，其中包括使用格点显示设定、鼠标停格设定与坐标单位设定。本实验在Grid display 选项组中设定 1 个显示的格点（Displayed grid）等于 1 个坐标单位（Locator unit），在Suppress grid less than 文本框中设定当格点距离小于8 个象素（Pixels）时不显示：在 C ursor type 选项中设定鼠标光标显示为Smooth 类型，在Mousesnap grid文本框中设定鼠标锁定的格点为0.5个坐标单位（Locator Unit）；在One LocatorUnite 文本框中设定1 个坐标单位为1000 个内部单位（Internal Units）。设定结果为1个格点等于1 个坐标单位也等于 1 个Micron。

（4）绘制N Well 图层：L-Edit 编辑环境是预设在P 型基板上，故不需要定义出P 型基板范围，而在P 型基板上制作PMOS 的第一步，流程上先要作出N Well 区，即需要设计光罩以限定N Well 的区域。绘制N Well 布局图必须先了解是使用哪种流程的设计规则，本实验是使用MOSIS/ORBIT 2.0U 的设计规则。观看N Well 绘制要遵守的设计规则可单击按钮，单击其中的Setup 按钮，再从其中的Rules list 列表框选择 1.1 Well Minimum Width选项，可知N Well 的最小宽度有10 个Lambda 的要求。选取Layers 面板下拉列表中的N Well 选项，使工具被选取，再从Drawing 工具栏选择工具，画出占据横24 格纵向15 格的方形N Well。

（5）截面观察：L-Edit 有一个观察截面的功能，可以利用该布局图设计出的组件的制作流程与结果。选择Tools－>Cross-Section 命令或单击按钮，打开对话框单击对话框的Browser 按钮，在弹出的对话框中选择\…\ L-Edit83 \SPR\example1\lights.xst 文件，再单击Pick 按钮再编辑画面选择要观察的位置，