微电子集成电路的设计仿真软件使用介绍

黑龙江大学集成电路与集成系统
Hspice——输出格式
集成电路CAD设计
输出格式 lx8(q3)
表示输出q3管的源漏跨导
具体表格在hspice.pdf
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Hspice——不收敛原因（可能）
集成电路CAD设计
Hspice仿真过程采用Newton-Raphson算法通过迭代解 矩阵方程，使节点电压和支路电流满足Kirchoff定律。迭代 算法计算不成功的节点，主要是因为计算时超过了Hspice限 制的每种仿真迭代的总次数从而超过了迭代的限制，或是时
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Hspice ——使用
集成电路CAD设计
网表文件的第一行 .lib 语句的修改（路径中的斜杠） .option 语句的设定 仿真语句的设定
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Hspice——使用
集成电路CAD设计
仿真完毕，点击edit ll 查找err
Hspice——配置
集成电路CAD设计
hspice.ini
修改option 修改电源
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Hspice ——使用
集成电路CAD设计
open Edit nl Edit ll
——调入网表文件（.sp） ——编辑网表文件 ——察看仿真结果
Simulate ——察看仿真状态
间步长值小于Hspice允许的最小值。
wenku.baidu.com
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Hspice——不收敛原因（可能）
可能的原因 电路的拓扑结构 电路连线错误，语句错 误，其他错误可以通过 查找列表文件中的 warning和errors发现 由于所有的半导体器件 模型都可能包含电感为 零的区域，因此可能引 起迭代的不收敛。
第三章
集成电路设计仿真软件使用介绍 www.wdzjs.com
主要内容
集成电路CAD设计

Orcad Capture Hspice Cosmos Scope
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哈工大MEMS中心电路的设计流程
集成电路CAD设计
1.交互式电路图输入 2.电路仿真 3.版图设计 4.版图的验证（DRC LVS）
集成电路CAD设计
*.tch—技术档文件
*.gbt—光绘文件 *.llb—PCB封装库文件 *.tpl—板框文件
*.lib—仿真模型描述库文件 *.log *.lis—记录说明文件
*.max—电路板文件
*.sf—策略档文件
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capture——新建项目
有Errchk即为成功， 否则按照error提示， 修改电路图重来。
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Hspice——使用
直流分析
静态工作点分析 极零点分析 直流小信号传输点分析 交流分析 噪声分析 瞬态分析
集成电路CAD设计
.DC var1 start1 stop1 inc1 .op
.pz .tf .AC var1 start1 stop1 inc1 .Noise .TRAN tinc1 tstop1
输入源或者器件 名称，回车
直接在库 里面选择
集成电路CAD设计
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Capture——生成网表
集成电路CAD设计
点击project manager按 钮，出现下图
使所设计的处 于选中状态
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Capture——生成网表
集成电路CAD设计
点击create netlist按 钮，弹出对话框，选 择pspice选项卡
Cosmos Scope——测量参数
集成电路CAD设计
点击 measurement tool 按钮，弹出 measurement 对话框
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Cosmos Scope——测量
集成电路CAD设计
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Cosmos Scope——计算器使用
集成电路CAD设计
出 对 话 框 中 的
Member Attrebutes
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Cosmos Scope——多曲线使用
集成电路CAD设计
在弹出对话框中点击Rainbow Colored,结果如下图所示
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Hspice——不收敛解决办法
集成电路CAD设计
检查电路连线,如N管衬底没有接地等连线错误。 删除.option语句中除acct，list，node，post之外的所有设置，采用默认设置，查 找.lis文件中关于不收敛的原因 使用.nodeset和.ic语句自行设置部分工作点的偏置 。 直流扫描中电压或电流变化太快，通过增加ITL2来保证收敛，.option ITL2是在直 流扫描分析中在每一步允许迭代的次数，通过增加迭代次数，可以在电压或电流变 化很快的点收敛 。 由于MOS管线性区和饱和区之间的不连续，Newton-Raphson算法在不连续点处进 行迭点计算产生震荡，可以通过增减仿真步长值或改变仿真初始值(范围)来保证收 敛。 瞬态分析不收敛主要是由于快速的电压变化和模型的不连续，对于快速的电压变化 可以通过改变分析的步长值来保证收敛。 瞬态分析，默认采用Trapezoidal算法，精度比较高，但容易产生寄生振荡，采用 GEAR算法作为滤波器可以滤去由于算法产生的振荡，具有更高的稳定性。 瞬态分析先进行直流工作点的计算，将计算结果作为瞬态分析在T0时刻的初始值， 再通过Newton-Raphson算法进行迭代计算，在迭代计算过程中时间步长值是动态变 化的，.tran tstep中的步长值并不是仿真的步长值，只是打印输出仿真结果的时间间 隔的值，可以通过调整.options lvltim imax imin来调整步长值 。
集成电路CAD设计
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capture——工具栏说明
集成电路CAD设计
放置总线引出管脚 Place junction
放置阶层
放置端口
指示管脚不连接 添加文字
放置阶层引脚
Place part Place wire
Place Bus Place gnd Place power 绘制无电气性质符号
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Cosmos Scope——输入文件
集成电路CAD设计
.ac0 —— 交流分析输出 .tr0 —— 瞬态分析输出 .sw0 ——直流扫描输出
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Cosmos Scope——察看波形
集成电路CAD设计
选择要查看的 信号波形
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将原来的扩展名改 为.sp
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Capture ——标注
集成电路CAD设计
点击Annotate按钮，弹 出annotate对话框
如果生成网 表不成功， 一般表示有 重复定义的 器件 选择第二项 unconditinal reference update
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集成电路CAD设计
解决方法 分块仿真；简化输入源； 调整二极管的寄生电阻；
仿真模型
在PN结或MOS的漏与源 之间跨接一个小电阻； 将.option中默认的 GMINDC、GMIN增大。 重新设置RELV，ABSV， RELI，ABSI， RELMOS，ABSMOS等
options设置
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Hspice.olb Source.olb
Csmc.olb All.olb
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Capture ——设置模板
集成电路CAD设计
模板 所在 的库
模板
设置仿真库路径 设置 .OPTION 设置分析方式
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Capture ——添加源
Orcad Capture
Hspice
5.寄生参数提取
6.后仿真 7.流片
Cosmos Scope
Cadence Dracula
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capture——基本文档类型
*.opj—项目管理文件
*.dsn—电路图文件 *.olb—图形符号库文件 *.mnl—网络表文件
W Place Power
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Capture ——打开项目
集成电路CAD设计
.DSN 具体的电路设计文件 .opj 工程文件
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Capture—— 添加库文件
集成电路CAD设计
Place Part 快捷键 p
Hspice库中常用元件 Comparewithgnd——比较器 E_opampwithgnd——理想运放 Gswithwgnd——理想开关
Place net name 放置分页符
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capture——快捷键
集成电路CAD设计
Place Part
P N B J
Place Bus Entry E F G I O Place Gnd Zoom In Zoom Out
Place Wire
Place Net Name Place Bus Place Junction
1、鼠标左键点击待计算信 号，使其选中
2、在输入栏内点击鼠标右 键，输入选中信号
3、如此反复，将待运算信 号输入，然后点击运算符号
4、点击按钮输出计算后波形
计算器启 动按钮
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Cosmos Scope——多曲线显示
集成电路CAD设计
当对单个变量进行 sweep仿真时，输出 多条曲线，在信号 单击右键，选择弹