hspice仿真整理解读
一些较常用的HSPICE仿真问题
使用.alter语句可以做工艺角分析，即分析在各种工艺偏差下的结果。例：.alter .lib “st3000.lib”.lib” bipslow
改变长度单位的方法
使用 .option scale=1u 可以将长度单位定义为1um。 仅对长度起作用. 以后写 M1 ND NG NS NB W=2 L=0.5 表示W为2um。
仿真的合理性问题
理想信号源具有0内阻，在测量逻辑电路速度时不合理，应加两级反相器整形。逻辑电路速度测量需考虑源漏区面积。
FO4延迟测量
考虑各个工艺角，各种电压，各种温度
一些较常用的HSPICE仿真问题
BCD工艺库中的器件使用方法
ST3000库中的双极晶体管使用方法库入口 有3种：biptypical，bipslow和bipfast例：.lib “st3000.lib” biptypical
双极晶体管使用方法
语法QX 集电极 基极 发射极 模型名 M=N例：q1 nc nb ne qvn5x5bd m=2 q2 nc nb ne qvp5x5 m为并联个数。
St02中的PNP管
名称:qvp5 衬底PNP入口: .lib “st02.lib” biptypical .lib “st02.lib” bipfast .lib “st02.lib” bipslow
带隙基准电路
仿真文件
.alter语句使用方法
作用 自动进行多次仿真，每次可以同时改变多个参数。 例：.param PVDD=3 PVB=1 在原有仿真语句后写 .alter .param PVDD=5 PVB=0.9 则自动使用新参数重新执行一次仿真。
工艺库中其他元件入口
St3000库中有多种耐压的MOS管，入口不同。例如 tt_5v, tt_9v, tt_20v其他工艺角（库入口） FF,SS,FS,SF等实际设计中的电阻电容需要使用子电路 .lib “st3000.lib” restypical 电阻入口 .lib “st3000.lib” captypical 电容入口
hspice仿真整理
§电路级和行为级仿真§直流特性分析、灵敏度分析§交流特性分析§瞬态分析§电路优化（优化元件参数）§温度特性分析§噪声分析例(Hspicenetlist for the RC network circuit)：.title A SIMPLE AC RUN.OPTIONS LIST NODE POST.OP.AC DEC 10 1K 1MEG.PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1)V1 1 0 10 AC 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 2 0 .001U.END输出文件：一系列文本文件⏹*.ic：initial conditions for the circuit⏹*.lis：text simulation output listing⏹*.mt0,*.mt1…：post-processor output for MEASURE statements⏹*.pa0 ：subcircuit path table⏹*.st0 ：run-time statistics⏹*.tr0 ,*.tr1…：post-processor output for transient analysis⏹*.ac0,*.ac1…: post-processor output for AC analysis.TITLE 语句.TITLE <string of up to 72 characters>或者：<string of up to 72 characters>如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被执行。
.END 语句形式：.END <comment>在.END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。
分隔符⏹包括：tab键，空格，逗号，等号，括号⏹元件的属性由冒号分隔，例如M1:beta⏹级别由句号指示，例如X1.A1.B 表示电路X1的子电路A1的节点B常量⏹M－毫，p－皮，n－纳，u－微，MEG－兆,例如c1 1 2 10pF；⏹单位可以省略，例如c1 1 2 10p元件名⏹元件名以元件的关键字母开头:电阻－R，电容-C……⏹子电路的名字以“X”开头⏹元件名不超过16个字符节点⏹节点名长度不超过16个字符，可以包括句号和扩展名⏹开始的零将被忽略：⏹节点名可以用下列符号开始：# _ ! %⏹节点可以通过.GLOBAL语句定义成跨越所有子电路的全局节点：.GLOBAL node1 node2 node3 …node1 node2 node3都是全局节点，例如电源和时钟名⏹节点0，GND, GND!, GROUND 都指全局的地电位节点元件语句：器件的类型+名称器件所连接的节点参数值无源器件：⏹电阻：Rxxx n1 n2 <mname><R=>resistance <AC=val>电阻值可以是表达式。
hspice仿真整理教程文件
hspice仿真整理教程文件h s p i c e仿真整理§电路级和行为级仿真§直流特性分析、灵敏度分析§交流特性分析§瞬态分析§电路优化（优化元件参数）§温度特性分析§噪声分析例(Hspice netlist for the RC network circuit)：.title A SIMPLE AC RUN.OPTIONS LIST NODE POST.OP.AC DEC 10 1K 1MEG.PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1)V1 1 0 10 AC 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 2 0 .001U.END输出文件：一系列文本文件*.ic ：initial conditions for the circuit*.lis ：text simulation output listing*.mt0,*.mt1… ：post-processor output for MEASURE statements*.pa0 ：subcircuit path table*.st0 ：run-time statistics*.tr0 ,*.tr1…：post-processor output for transient analysis*.ac0,*.ac1…: post-processor output for AC analysis.TITLE 语句.TITLE或者：如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被执行。
.END 语句形式： .END在 .END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。
分隔符包括：tab键，空格，逗号，等号，括号元件的属性由冒号分隔，例如 M1:beta级别由句号指示，例如 X1.A1.B 表示电路X1的子电路A1的节点B常量M－毫，p－皮，n－纳，u－微，MEG－兆,例如c1 1 2 10pF；单位可以省略，例如c1 1 2 10p元件名元件名以元件的关键字母开头:电阻－R，电容-C……子电路的名字以“X”开头元件名不超过16个字符节点节点名长度不超过16个字符，可以包括句号和扩展名开始的零将被忽略：节点名可以用下列符号开始：# _ ! %节点可以通过.GLOBAL语句定义成跨越所有子电路的全局节点：.GLOBAL node1 node2 node3 …node1 node2 node3都是全局节点，例如电源和时钟名节点0，GND, GND!, GROUND 都指全局的地电位节点元件语句：器件的类型+名称器件所连接的节点参数值无源器件：电阻：Rxxx n1 n2 resistance电阻值可以是表达式。
第3讲 Hspice电路仿真
随着新型电子器件和材料的不 断涌现，Hspice电路仿真将不 断更新和完善元件模型库，提 供更加全面和精确的仿真支持 。
THANKS
[ 感谢观看 ]
数字电路设计与分析
Hspice支持数字电路的逻辑仿真、 时序分析和功耗分析等。
混合信号电路设计与分析
Hspice可用于混合信号电路的设计 、仿真和验证，包括模数转换器和数 模转换器等。
通信系统设计与分析
Hspice可用于通信系统的信号处理 、调制解调、信道编码和误码率分析 等。
CHAPTER 02
CHAPTER 04
Hspice在模拟电路仿真中的应用
直流工作点分析
1 2
确定电路的静态工作点
通过Hspice仿真，可以获取电路中各个节点的直 流电压和电流，从而确定电路的静态工作点。
分析电路性能
根据静态工作点的数据，可以分析电路的性能指 标，如放大倍数、输入/输出电阻等。
3
优化电路设计
通过比较不同设计方案下的静态工作点，可以优 化电路设计，提高电路性能。
CHAPTER 07
总结与展望
Hspice电路仿真优势与局限性
高效性
Hspice电路仿真可以快速进行电路分 析和设计验证，大大缩短了产品开发 周期。
精确性
Hspice采用了先进的电路仿真算法， 能够精确地模拟电路的实际行为，提 高了设计的可靠性。
Hspice电路仿真优势与局限性
Hspice电路仿真优势与局限性
Monte Carlo统计分析
随机性建模
考虑元器件参数的随机性，通过Monte Carlo方法对电路性能进行统计分析。
概率分布函数
支持多种概率分布函数，如正态分布、均匀分布等 ，以模拟实际元器件参数的分布情况。
HSPICE介绍
HSPICE介绍1、为什么要使用Hspice进行电路仿真Avant! Star_Hspice（Synopsys公司）是IC设计中最长用的仿真工具，是目前业界使用最为广泛的IC设计工具，甚至可以说是事实上的标准。
目前，一般的书籍中都采用比较简单的MODEL对MOS电路进行计算和估算。
而工艺厂商提供的MODEL往往要高级的多、复杂的多。
因此设计者除了利用书本上的公式对电路进行估算外，还需要使用更高级的MODEL对电路进行精确的仿真，这就有赖于仿真工具的使用，如Hspice，Spectre。
2、Hspice仿真的流程v1.0 可编辑可修改3、Hspice所使用的单位（不区分大小写）4、输入文件格式（ /.sp）5、电路元器件在Hspice文件中的表示方法在器件名字前面加上前缀字符，即可被Hspice程序识别，如：MOS器件前缀为：MBJT器件前缀为：QDiode器件前缀为：D子电路的前缀为：X电阻、电容、电感的前缀分别为R、C、L下面表示一个器件名为M1的MOS管MM1 ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VAL M=VAL下面表示一个器件名为C1的电容CC1 net1 net2 1pf定义字电路的语句如下：.SUBCKT SUBNAM（子电路的名字） 1 2 3 4（字电路外部节点）例子：.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4(描述电路结构).ENDS OPAMP调用子电路时，使用X前缀加实例名，将SUBCKT实例化，如：.XOPAMP1 1 2 3 4 OPAMP6、信号源描述（激励描述）：电压源－V，电流源－IVxxx/Ixxx n+ n- <<DC=> dcval> <AC=acmag, <acphase>>+ <M=val>直流：V1 1 0 DC=5V 或 V1 1 0 5VI1 1 0 DC=5mA 或I1 1 0 5mA交流模式：V1 1 0 AC=10V,90 幅度为10v，相位为90度交直流模式：V1 1 0 AC=10V,90 直流分量是Vxxx/ Iyyy n+ n- <tranfun>+ <M=val>tranfun：EXP, PULSE, PWL…。
Hspice仿真工具介绍
HSPICE仿真工具的介绍：一．HSPICE 的特点与结构HSPICE 除了具备绝大多数SPICE 特性外，还具有许多新的特点，主要有：1.优越的收敛性2.精确的模型参数，包括许多Foundry 模型参数3.层次式节点命名和参考4.基于模型和库单元的电路优化，逐项或同时进行AC，DC 和瞬态分析中的优化5.具备蒙特卡罗（Monte Carlo）和最坏情况（worst-case）分析6.对于参数化单元的输入、出和行为代数化7.具备较高级逻辑模拟标准库的单元特性描述工具8.对于PCB、多芯片系统、封装以及IC 技术中连线间的几何损耗加以模拟二．电源描述语句HSPICE 中提供了一些供激励用的独立源和受控源。
电源描述语句也由代表电源名称的关键字、连接情况和有关参数值组成。
描述电源的关键字含义为：V: 独立电压源 I: 独立电流源E: 电压控制电压源 F: 电流控制电流源G: 电压控制电流源 H: 电流控制电压源基于上面的语句格式，HSPICE 规定有七种独立电源：1. 直流源一般形式：VXXX n+ n- <<DC=>dcval>IXXX n+ n- <<DC=>dcval>例 V1 2 0 DC=5vV1 2 0 5vI1 3 0 DC=3mAI2 3 0 3mA2. 交流源一般形式：VXXX n+ n- <AC=acmag,<acphase>>IXXX n+ n- <AC=acmag,<acphase>>例：V1 1 0 AC＝10V 90VIN 1 0 AC 10V 90ISRC 23 21 AC 0.333 45.0如果在关键字AC 后面省去acmag，就认为该值是1。
如果省去acphase，则认为该值为0。
3. 脉冲源一般形式：PULSE <(> V1 V2 <td<tr<tf<pw<per>>>> <)>或： PU <(> <V1 V2 <td<tr<tf<pw<per>>>> <)>其中：V1: 脉冲源开始前的初始值V2: 脉动值td: 第一个脉冲开始前的延迟时间，缺省值为0.0tr: 脉冲上升时间，缺省值为TSTEPtf: 脉冲下降时间，缺省值为TSTEPpw: 脉冲宽度，缺省值为TSTEPper: 脉冲周期，缺省值为TSTEP4. 正弦源（调幅正弦信号）一般形式：SIN <(> vo va <freq<td< < >>>> <)>其中：vo: 电压或电流偏移量va: 电压或电流幅度峰值freq: 频率，缺省值是1／TSTOP。
Hspice应用讲解剖析
Hspice应用讲解Hspice是一种通用电路分析程序，可用来进行集成电路和电子线路的分析模拟。
它可以用来分析电路的非线性直流特性，线性交流小信号特性，非线性瞬态特性，温度特性等。
其中，直流分析（.DC）不光可进行直流转移特性分析，还可进行直流工作点（.OP），直流小信号传输特性（.TF），直流小信号灵敏度（.SENS）分析；在进行交流分析（.AC）的同时还可进行噪声特性（.NOISE）和失真特性（.DISTO）分析；在进行瞬态分析（.TRAN）的同时还可进行傅立叶（.FOUR）分析；进行温度特性分析（.TEMP）以求得电路的温度特性。
在进行交流分析和瞬态分析前先进行直流分析，以决定其非线性组件的线性化小信号模型和其初始条件。
Hspice输入描述文件格式：Hspice的输入描述文件格式是一种自由格式，其输Array入的第一条语句必须是标题语句，且不能省略；最后一条语句必须是结束语句（.END），其余语句的顺序是任意的。
在输入描述文件的任何地方都可插入注释语句（在语句前加“*”或“$”），程序只对注释语句进行原样打印而不进行任何处理。
组件语句是说明该组件的拓扑关系和组件值的。
每个组件给予一个组件名，组件名的第一个字母说明该组件的类型，Hspice并对各种类型的组件所对应的英文字母作了规定，组件名不能重复。
组件的节点号可以用一正整数表示，也可以用网点名表示。
模型语句是说明该组件的模型参数的。
在模型语句中定义一组组件模型参数并赋予一个唯一的模型名，在组件语句中即可引用此模型名，表明此组件具有该组模型参数值。
子电路是用一组组件语句来定义，程序会自动将这组组件插入到子电路被调用的地方，其大小和复杂性没有限制，并允许其包含其它子电路。
在电路中不能包括短路的电压源和电感，开路的电流源和电容，电路中的每个节点都不能悬空。
控制语句是控制程序的运行和规定分析及输出的内容。
如温度语句，工作点分析语句，交流分析语句，瞬态分析语句，打印语句，绘图语句和可选项语句等。
(完整版)HSPICE与CADENCE仿真规范与实例..
电路模拟实验专题实验文档一、简介本实验专题基于SPICE（Simulation Program With Integrated Circuit）仿真模拟，讲授电路模拟的方法和spice仿真工具的使用。
SPICE仿真器有很多版本，比如商用的PSPICE、HSPICE、SPECTRE、ELDO，免费版本的WinSPICE，Spice OPUS等等，其中HSPICE和SPECTRE功能更为强大，在集成电路设计中使用得更为广泛。
因此本实验专题以HSPICE和SPECTRE作为主要的仿真工具，进行电路模拟方法和技巧的训练。
参加本实验专题的人员应具备集成电路设计基础、器件模型等相关知识。
二、Spice基本知识(2)无论哪种spice仿真器，使用的spice语法或语句是一致的或相似的，差别只是在于形式上的不同而已，基本的原理和框架是一致的。
因此这里简单介绍一下spice的基本框架，详细的spice语法可参照相关的spice教材或相应仿真器的说明文档。
首先看一个简单的例子，采用spice模拟MOS管的输出特性，对一个NMOS管进行输入输出特性直流扫描。
V GS从1V变化到3V，步长为0.5V；V DS从0V变化到5V，步长为0.2V；输出以V GS为参量、I D与V DS之间关系波形图。
*Output Characteristics for NMOSM1 2 1 0 0 MNMOS w=5u l=1.0uVGS 1 0 1.0VDS 2 0 5.op.dc vds 0 5 .2 Vgs 1 3 0.5.plot dc -I(vds).probe*model.MODEL MNMOS NMOS VTO=0.7 KP=110U+LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7.end描述的仿真电路如下图，图2-1 MOS管输入输入特性仿真电路图得到的仿真波形图如下图。
从这个简单的spice程序中可以知道spice电路描述的主要组成部分。
hspice 一些注解(进阶)
runlvl 用来设置仿真速度与精度最高精度级别runlvl=6 ,1=fast(事实上设为零，将回到早先的未加入些功能的版本) 6=most accurate 。
默认的值是runlvl=3。
较低数值适合于纯数字电路或大部分数字电路。
Hspice使用的是最好保存的runlvl设置。
通常是结合.option runlvl=5If you set .option ACCURATE then HSPICE limits the RUNLVL value to 5 or 6.p1 input1 0 z0=50 port=1 pulse(0 1.5 100p 40p 40p)Psource dut_in 0 z0=zref port=1 pulse(vlo vhi td tr tf) p 代表port 元件Psource dut_inp dut_inn 0 z0=zref port=1 pulse(vlo vhi td tr tf) 这里定义的是差分的port元件对输出部分，没有源，所以无须加source部分。
Pterm dut_out 0 z0=50 port=2这里要区别在.meas p(m1) ,p()组合是表现功率。
t 无损传输线，结点，阻抗，延迟T1 dut_in 0 node1 0 Z0=50 td=1npar 可复用par(..)输出作为其他端口的输入电压Reusing the PAR(...) Output as Input to Other Elements可使用于.print .probe 的输出.print tran v(5) par('5*cos(6.28*v(10)*v(5)*k/360)') 式子要加单引号括起来IBIS模型使用Input buffer:B_INPUT nd_pc nd_gc nd_in nd_out_of_inOutput buffer:B_OUTPUT nd_pu nd_pd nd_out nd_in [nd_pc nd_gc]Input ECL Buffer:B_INPUT_ECL nd_pc nd_gc nd_in nd_out_of_inOutput ECL Buffer:B_OUTPUT_ECL nd_pu nd_ou t nd_in [nd_pc nd_gc]Tri-state buffer:B_3STATE nd_pu nd_pd nd_out nd_in nd_en [nd_pc nd_gc]Input/Output buffer:B_IO nd_pu nd_pd nd_out nd_in nd_en nd_out_of_in [nd_pc nd_gc]（pu and pd are pull-up and pull-down; pc and gc are power clamp and ground clamp; nd simply stands for node.）例子如下：b_out1 nd_pu nd_pd out1 in1+ file = 'at16245.ibs'+ model = 'AT16245_OUT'Search 组合使用.option search (自动寻找库以及包含文件所在的路径)hspice.ini file sets th e default search paths. (sa_146)例子：.OPTION SEARCH='$installdir/parts/signet' 定位到安装路径下去扫描寻找S参数与外部电路连接（si_69）Sxxx nd1 nd2 ... ndN ndRef 所有的节点，其中最后一个点为地参考节点，除地结点共n，共有n个结点。
HSPICE讲义--整理版
HSPICE讲义
知识结构
5
电路及仿真
集成电路设计流程
功能定义
想法及 规划
1.电路功能 2.操作速度 3.接口温度 4.功率消耗 5电路整体构架 6.划分功能模块
6
集成电路设计流程
功能定义
行为设计
验证 想法
仿真工具：VHDL，Verilog等硬件描述语言
7
集成电路设计流程
功能定义
行为设计 逻辑设计
逻辑仿真 门级的设计
8
• 标题语句和结束语句中间语句无任何先后次序；
• 续行用“+”表示。 • 分隔符可以为： tab键，空格，逗号，等号，括号 • 元件的属性用冒号来分割，例如 M1:beta • 用句点来表示隶属关系，例如X1.A1.V”表示电路X1的子电路A1的节 点V
14
节点
• 结点名可以由以下任何字符打头：# _ ! %
15
数值及比例因子
• 数字表示：
– – – – 数字可以用整数，如12，-5； 浮点数，如2.3845，5.98601； 整数或浮点数后面跟整数指数，如6E-14，3.743E+3； 在整数或浮点数后面跟比例因子，如10.18k
• 比例因子：为了使用方便，它们用特殊符号表 示不同的数量级：
– T=1E+12，G=1E+9，MEG=1E+6，K=1E+3，M=1E-3， U=1E-6，N=1E-9，P=1E-12，F=1E-15，DB=20lg10 ， MIL=25.4E-6(千分之一英寸)
HSPICE电平触发D触发器仿真
HSPICE电平触发D触发器仿真⼀、 HSPICE的基本操作过程1. 打开HSPICE程序，通过OPEN打开编写好的⽹表⽂件。
2. 按下SIMULATE进⾏⽹表⽂件的仿真。
3. 按下AVANWAVES查看波形图（仿真结果）。
⼆、⽹表⽂件结构总结HSPICE输⼊⽂件包括电路标题语句，电路描述语句，分析类型描述语句，输出描述语句，注释语句，结束语句等六部分构成。
电路描述语句：电路元器件，元器件模型，电路的输⼊激励和源，⼦电路。
分析类型描述：瞬态分析语句，交流分析语句，直流扫描语句，可选项语句。
三、在纸上⼿画D触发器的晶体管级电路在这⾥插⼊图⽚描述图1-与⾮门原理图在这⾥插⼊图⽚描述图2-⾮门原理图在这⾥插⼊图⽚描述图3-D触发器原理图四、写出D触发器的⽹表⽂件.title inverter.option post accurate probe.lib 'D:\hspice2007\model\PTM45nm\nmos90.lib' TT.lib 'D:\hspice2007\model\PTM45nm\pmos90.lib' TTV1 1 0 dc=1.8.SUBCKT feimen 1 0 in outMp0 out in 1 1 pmos W=20u L=180nMn0 out in 0 0 nmos W=10u L=180n.ENDS.SUBCKT yufei 1 0 A B voMp1 vo A 1 1 pmos W=20u L=180nMp2 vo B 1 1 pmos W=20u L=180nMn1 vo A vn vn nmos W=10u L=180nMn2 vn B 0 0 nmos W=10u L=180n.ENDSX1 1 0 D 3 feimenX2 1 0 D CLK 2 yufeiX3 1 0 CLK 3 4 yufeiX4 1 0 2 QF Q yufeiX5 1 0 Q 4 QF yufeiV2 CLK 0 pulse(0 1.8 0.1n 0.1n 0.1n 0.2u 0.4u)V3 D 0 pulse(0 1.8 0.1n 0.1n 0.1n 1u 2u).op.tran 0.1n 5u.probe v(CLK) v(D) v(Q) v(QF).end五、总结书写与⾮门⽹表⽂件中的注意事项1. 注意库⽂件的引⽤及模型名称的编写。
Hspice应用讲解
Hspice应用讲解Hspice应用讲解Hspice是一种通用电路分析程序，可用来进行集成电路和电子线路的分析模拟。
它可以用来分析电路的非线性直流特性，线性交流小信号特性，非线性瞬态特性，温度特性等。
其中，直流分析（.DC）不光可进行直流转移特性分析，还可进行直流工作点（.OP），直流小信号传输特性（.TF），直流小信号灵敏度（.SENS）分析；在进行交流分析（.AC）的同时还可进行噪声特性（.NOISE）和失真特性（.DISTO）分析；在进行瞬态分析（.TRAN）的同时还可进行傅立叶（.FOUR）分析；进行温度特性分析（.TEMP）以求得电路的温度特性。
在进行交流分析和瞬态分析前先进行直流分析，以决定其非线性组件的线性化小信号模型和其初始条件。
Hspice输入描述文件格式：标题语句组件语句模型语句.SUBCKTHspice 的输入描述文件格式是一种自由格式，其输入的第一条语句必须是标题语句，且不能省略；最后一条语句必须是结束语句（.END ），其余语句的顺序是任意的。
在输入描述文件的任何地方都可插入注释语句（在语句前加“*”或“$”），程序只对注释语句进行原样打印而不进行任何处理。
组件语句是说明该组件的拓扑关系和组件值的。
每个组件给予一个组件名，组件名的第一个字母说明该组件的类型，Hspice 并对各种类型的组件所对应的英文字母作了规定，组件名不能重复。
组件的节点号可以用一正整数表示，也可以用网点名表示。
模型语句是说明该组件的模型参数的。
在模型语句中定义一组组件模型参数并赋予一个唯一的模型名，在组件语句中即可引用此模型名，表明此组件具有该组模型参数值。
子电路是用一组组件语句来定义，程序会自动将这组组件插入到子电路被调用的地方，其大小子电路 组件语句, 模型语句子电路调用.ENDS 语句 控制语句 结束语句该行称为续行，续行的第一列必须是“+”号，续行数没有限制。
Hspice 模拟仿真流程：NY调用读文件是否要分析直流传输设定NYNY直流工是否要分析交流特是否要分析直流传输直流工YN Hspice输出文件类型如下表：输出文件类型扩展名列表输出，其内容包括仿真所用的名字和版本；Meta-Software 单元信息；输入文件名；使用者名；注册资料；拷贝的输入网点文件；节点计算；操作点参数；每个source和sub-circuit的电压降，电流，功耗的详细情况；由. PLOT语句产生低分辩率图表；. PRINT语句结果；. OPTIONS语句结果。
Hspice基础仿真分析与电路控制描述
Hspice基础仿真分析与电路控制描述WRITTEN BY XIAOYU2016年6月1日1.三类仿真功能（1）直流仿真（2）瞬态仿真（3）交流仿真2.在这三类仿真功能基础上可以细分为（1）敏感性仿真（2）零极点仿真（3）传输函数仿真（4）傅里叶仿真（5）噪声仿真（6）蒙特卡洛仿真3.下面进行详细介绍（1）直流仿真直流仿真主要分为五类：.DC .OP .SENSE .PZ .TF.DC：直流仿真基础，设置电源电压、温度、参数变量及直流扫描转移曲线的扫描范围.OP：分析电路直流工作点，包括各节点电压和支路电流.SENSE：计算指定输出变量对电路其他元件参数的直流小信号敏感度.PZ：在频率响应中计算电路的零点和极点.TF：计算指定输出变量对输入源的直流小信号传输函数，在仿真结果的list文件中打印增益值、输入阻抗和输出阻抗（2）瞬态仿真瞬态仿真主要分为两类：.tran .four.tran：瞬态仿真基础，在指定的时间范围内输出电路节点电压和电流的时域波形（时间扫描分析，可以看成一个虚拟的示波器）.four：瞬态仿真的子仿真语句，可以实现对电路某一节点的傅里叶分析（3）交流小信号仿真交流小信号仿真主要分为五类：.ac .disto .noise .sample .net.ac：定义交流小信号的频率扫描范围、扫描类型及扫描点.disto：计算电路中在交流仿真下的失真特性，主要计算电路输出的高次谐波特性.noise：噪声仿真，在电路直流工作点的基础上，计算交流节点电压的噪声值，计算包括热噪声、1/f噪声和闪烁噪声在内的总输出噪声。
并通过电路增益折算回输入端，得到等效输入噪声的功率谱密度.sample：实现对输出节点的电压信号的采样功能分析，尤其是在采样/保持电路、模数转换、数模转换设计中应用.net：计算电路的阻抗输入矩阵、导纳矩阵、混合矩阵及散射矩阵。
HSpice简明手册
Hspice简明手册Hspice是一个模拟电路仿真软件，在给定电路结构和元器件参数的条件下，它可以模拟和计算电路的各种性能。
用Hspice分析一个电路，首先要做到以下三点：（1）给定电路的结构（也就是电路连接关系）和元器件参数（指定元器件的参数库）；（2）确定分析电路特性所需的分析内容和分析类型（也就是加入激励源和设置分析类型）；（3）定义电路的输出信息和变量。
Hspice规定了一系列输入，输出语句，用这些语句对电路仿真的标题，电路连接方式，组成电路元器件的名称，参数，模型，以及分析类型，以及输出变量等进行描述。
一Hspice 输入文件的语句和格式Hspice输入文件包括电路标题语句，电路描述语句，分析类型描述语句，输出描述语句，注释语句，结束语句等六部分构成，以下逐一介绍：1电路的标题语句电路的标题语句是输入文件的第一行，也成为标题行，必须设置。
它是由任意字母和字符串组成的说明语句，它在Hspice的title框中显示。
2电路描述语句电路描述语句由定义电路拓扑结构和元器件参数的元器件描述语句，模型描述语句和电源语句等组成，其位置可以在标题语句和结束语句之间的任何地方。
（1）电路元器件Hspice要求电路元器件名称必须以规定的字母开头，其后可以是任意数字或字母。
除了名称之外，还应指定该元器件所接节点编号和元件值。
电阻，电容，电感等无源元件描述方式如下：R1 1 2 10k (表示节点1与2间有电阻R1,阻值为10k欧)C1 1 2 1pf (表示节点1与2间有电容C1,电容值为1pf)L1 1 2 1mh (表示节点1与2间有电感L1,电感值为1mh)半导体器件包括二极管，双极性晶体管，结形场效应晶体管，MOS场效应晶体管等，这些半导体器件的特性方程通常是非线性的，故也成为非线性有源元件。
在电路CAD工具进行电路仿真时，需要用等效的数学模型来描述这些器件。
（a）二极管描述语句如下：DXXXX N+ N- MNAME <AREA> <OFF> <IC=VD>D为元件名称，N+和N-分别为二极管的正负节点，MNAME是模型名，后面为可选项：AREA是面积因子，OFF时直流分析所加的初始条件，IC=VD时瞬态分析的初始条件。
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h s p i c e仿真整理§电路级和行为级仿真§直流特性分析、灵敏度分析§交流特性分析§瞬态分析§电路优化（优化元件参数）§温度特性分析§噪声分析例(Hspice netlist for the RC network circuit)：.title A SIMPLE AC RUN.OPTIONS LIST NODE POST.OP.AC DEC 10 1K 1MEG.PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1)V1 1 0 10 AC 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 2 0 .001U.END输出文件：一系列文本文件⏹*.ic ：initial conditions for the circuit⏹*.lis ：text simulation output listing⏹*.mt0,*.mt1… ：post-processor output for MEASURE statements⏹*.pa0 ：subcircuit path table⏹*.st0 ：run-time statistics⏹*.tr0 ,*.tr1…：post-processor output for transient analysis⏹*.ac0,*.ac1…: post-processor output for AC analysis.TITLE 语句.TITLE <string of up to 72 characters>或者： <string of up to 72 characters>如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被执行。
.END 语句形式： .END <comment>在 .END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。
[转]HSpice仿真
![[转]HSpice仿真](https://img.taocdn.com/s3/m/62650d607ed5360cba1aa8114431b90d6c858987.png)
[转]HSpice仿真⼀、HSPICE基础知识Avant! Start-Hspice（现在属于Synopsys公司）是IC设计中最常使⽤的电路仿真⼯具，是⽬前业界使⽤最为⼴泛的IC设计⼯具，甚⾄可以说是事实上的标准。
⽬前，⼀般书籍都采⽤Level 2的MOS Model进⾏计算和估算，与Foundry经常提供的Level 49和Mos 9、EKV等Library不同，⽽以上Model要⽐Level 2的Model复杂的多，因此Designer除利⽤Level 2的Model进⾏电路的估算以外，还⼀定要使⽤电路仿真软件Hspice、Spectre等进⾏仿真，以便得到精确的结果。
本⽂将从最基本的设计和使⽤开始，逐步带领读者熟悉Hspice的使⽤，并对仿真结果加以讨论，并以⼀个运算放⼤器为例，以便建⽴IC设计的基本概念。
在⽂章的最后还将对Hspice的收敛性做深⼊细致的讨论。
Hspice输⼊⽹表⽂件为.sp⽂件，模型和库⽂件为.inc和.lib，Hspice输出⽂件有运⾏状态⽂件.st0、输出列表⽂件.lis、瞬态分析⽂件.tr#、直流分析⽂件.sw#、交流分析⽂件.ac#、测量输出⽂件.m*#等。
其中，所有的分析数据⽂件均可作为AvanWaves的输⼊⽂件⽤来显⽰波形。
表1 Hspice所使⽤的单位独⽴电压和电流源包括：1. 直流源（DC）：电压源Vxxx n+ n- dcval电流源 Ixxx n+ n- dcval2. 交流源（AC）：Vxxx n+ n- AC=acmag,acphase3. 瞬态源（随时间变化）：脉冲源：pulse v1 v2 td tr tf pw per线性源：pwl t1 v1 <t2 v2 t3 v3…>正弦源：sin vo va freq td damping phasedelay4. 混合源：可以包括以上所有的形式，如：VIN 13 2 0.001 AC 1 SIN(0 1 1Meg)⼆、输⼊⽹表⽂件TITLE.INCLUDE.LIB MACRO元件描述信号源描述分析命令测量命令.ALTER.END图1 输⼊⽹表（Netlist）⽂件标准格式⼆、有源器件和分析类型有源器件包括⼆极管（D）、MOS管（M）、BJT管（Q）、JFET和MESFET（J）、⼦电路(X)和宏、Behavioral器件（E,G）、传输线（T,U,W）等。
HSPICE学习总结
生产实习报告一．目录1．实习内容记述分析1）HSPICE的基本操作过程2）网表文件结构的总结3）简单的网表文件练习4）总结书写网表文件练习过程中的注意事项5）练习电路参数的调整2．生产实习的收获与体会HSPICE学习总结操作的基本过程1．打开HSPICE操作平台：开始——程序——HSPICE——HSPUI2．打开EDIT NL项，输入网表文件并保存或者可直接在记事本中输入网表文件并保存attention：一般情况下从EDIT NL项直接保存的文件后辍为.exe，应回到保存处强行把文件后辍改为.sp，否则无法运行仿真过程3．通过OPEN项调出刚才保存的网表文件4．通过SIMULATE项可对网表文件进行仿真5．查看EDIT LL项可知仿真过程中是否出现错误，还可查管子的工作状态attention：模拟过程中经常要查看管子的工作状态以便对电路参数进行调整6．仿真所得波形可通过打开A V ANW A VES项查看网表文件结构的总结1．网表文件的基本大体结构.exe1一个简单的网表文件A SIMPLE CS AMPLIFIER *第一行为标题.OPTION POST NODE.TRAN 200P 20N *瞬态分析.PRINT TRAN V(1) V(2)M1 2 1 0 0 N L=1.6U W=50U *连接结构的描述R 3 2 5KVDD 3 0 3VVIN 1 0 0 PULSE 0.2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N *输入的描述.MODEL N NMOS LEVEL=1 *模型的定义.ENDexe2.差分结构的网表文件DIFFERENTIAL TEST.OPTION POST NODE.TRAN 200P 20N.PRINT TRAN V(5,6) V(2)M1 2 1 0 0 N L=1.6U W=50UM2 5 3 2 2 N L=1.6U W=50UM3 6 4 2 2 N L=1.6U W=50UR1 7 5 5KR2 7 6 5KVDD 7 0 3VVB 1 0 0.9VIN1 3 0 SIN(1.7 0.1 50 0 0 0)VIN2 4 0 SIN(1.7 0.1 50 0 0 180).MODEL N NMOS LEVEL=1.END在练习过程中写网表文件应注意的问题：1．网表文件第一行为标题。
第3讲 Hspice电路仿真
3.2 Hspice的输入与输出
文件结构：
.title .options Analysis statement .print/.plot/.graph/.probe 输入文件的标题 设置模拟的条件 设置扫描变量、设置分析模式 设置输出结果的显示方式
Sources (I or V) netlist
.lib .model libraries .end
下面是由前面举例的CMOS反相器组成的三 级反相器链网表： …… .global vdd .SUBCKT INV IN OUT wn=1.2u wp=1.2u Mn out in 0 0 NMOS W=wn L=1.2u Mp out in vdd vdd PMOS W=wp L=1.2u .ENDS X1 IN 1 INV WN=1.2U WP=3U X2 1 2 INV WN=1.2U WP=3U X3 2 OUT INV WN=1.2U WP=3U CL OUT 0 1PF VCC VDD 0 5V ……
MetaWave(avanwaves)：观察波形(post-processor), 人机交互界面
3.3电路网表
.TITLE 语句 .TITLE <string of up to 72 characters> 或者： <string of up to 72 characters> 如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行； 如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认 为是标题而不被执行。 .END 语句 .END <comment> 在 .END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有 影响。
模型中的寄生电阻串联在正极端。
hspice仿真介绍
HSPICE仿真程序举例
• 高速连接器的HSPICE仿真 • IBIS的HSPICE仿真
• • • • • • • 芯片级的I/O设计约束 超高速电路前仿真 甚高精度电路前仿真 多线连接器仿真 基于S参数的后仿真 模拟电路的仿真 数模混合电路的仿真
HSPICE仿真的步骤
• 模型的获取、创建及封装 • 仿真目录与路径安排 • 仿真程序编写：子电路、主电路、分析 类型、仿真选项、结果测量。 • 仿真结果分析
高速电路的hspice仿真介绍hspice仿真的特点初学易出错hspice仿真的适用性数模混合电路的仿真hspice仿真的步骤仿真程序编写
高速电路的HS • • • • • 精确度高 覆盖面广 文本形式 语法与控制选项多 大电路收敛性好 初学易出错
HSPICE仿真的适用性
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§电路级和行为级仿真§直流特性分析、灵敏度分析§交流特性分析§瞬态分析§电路优化（优化元件参数）§温度特性分析§噪声分析例(Hspice netlist for the RC network circuit)：.title A SIMPLE AC RUN.OPTIONS LIST NODE POST.OP.AC DEC 10 1K 1MEG.PRINT AC V(1) V(2) I(R2) I(C1)V1 1 0 10 AC 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 2 0 .001U.END输出文件：一系列文本文件⏹*.ic ：initial conditions for the circuit⏹*.lis ：text simulation output listing⏹*.mt0,*.mt1… ：post-processor output for MEASURE statements⏹*.pa0 ：subcircuit path table⏹*.st0 ：run-time statistics⏹*.tr0 ,*.tr1…：post-processor output for transient analysis⏹*.ac0,*.ac1…: post-processor output for AC analysis.TITLE 语句.TITLE <string of up to 72 characters>或者：<string of up to 72 characters>如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被执行。
.END 语句形式：.END <comment>在.END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。
分隔符⏹包括：tab键，空格，逗号，等号，括号⏹元件的属性由冒号分隔，例如M1:beta⏹级别由句号指示，例如X1.A1.B 表示电路X1的子电路A1的节点B常量⏹M－毫，p－皮，n－纳，u－微，MEG－兆,例如c1 1 2 10pF；⏹单位可以省略，例如c1 1 2 10p元件名⏹元件名以元件的关键字母开头:电阻－R，电容-C……⏹子电路的名字以“X”开头⏹元件名不超过16个字符节点⏹节点名长度不超过16个字符，可以包括句号和扩展名⏹开始的零将被忽略：⏹节点名可以用下列符号开始：# _ ! %⏹节点可以通过.GLOBAL语句定义成跨越所有子电路的全局节点：.GLOBAL node1 node2 node3 …node1 node2 node3都是全局节点，例如电源和时钟名⏹节点0，GND, GND!, GROUND 都指全局的地电位节点元件语句：器件的类型+名称器件所连接的节点参数值无源器件：⏹电阻：Rxxx n1 n2 <mname> <R=>resistance <AC=val>电阻值可以是表达式。
例：Rterm input gnd R=’sqrt(HERTZ)’Rxxx 9 8 1 AC=1e10 直流电阻1欧姆，交流电阻为1e10欧姆⏹电容：一般形式：Cxxx n1 n2 <mname> <C=>capacitance例，Cload driver output 1.0e-6。
⏹电感：一般形式：Lxxx n1 n2 <L=>inductance有源器件：⏹二极管：Dxxx nplus nminus mname /params模型中的寄生电阻串联在正极端。
⏹双极型晶体管：Qxxx nc nb ne <ns> mname⏹JFET：Jxxx nd ng ns <nb> mname子电路语句⏹ 子电路定义开始语句.SUBCKT SUBNAM <node1 node2…>其中，SUBNAM为子电路名，node1…为子电路外部节点号，不能为零。
子电路中的节点号（除接地点），器件名，模型的说明均是局部量，可以和外部的相同。
例.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4⏹ 子电路终止语句.ENDS <SUBNAM>若后有子电路名，表示该子电路定义结束；若没有，表示所有子电路定义结束。
例.ENDS OPAMP⏹ 子电路调用语句X***** <node1 node2 …> SUBNAM例.Xopa1 a b c c OPAMP激励源：⏹独立源：脉冲形式：Vxxx n+ n-PULS <(>v1 v2 <td <tr <tf <pw <per> >>>> <)>V1值1V2值2td上升延迟时间tr上升时间tf下降时间pw脉冲宽度per周期例：VPU 3 0 PULSE(1 2 5N 5N 5N 20N 50N)正弦形式：Vxxx n+ n-SIN <(> vo va <freq <td <q <φ>>>> <)>v0失调值va幅度freq频率td延迟时间q阻尼因子φ相位得到的波形：Time=0~td vo+va·sin(2πφ/360）Time=td~瞬态分析的结束时间vo＋vaExp[-(Time- td)×θ]·Sin{2π·[freq(Time-td)+φ/360]}例：VIN 3 0 SIN (0 1 100MEG 1NS 1e10)逐段线性形式：pwl <(> t1 v1 <t2 v2 t3 v3…> <R <=repeat> > <TD=delay> <)> vi是ti时刻的值，repeat 是开始重复的起始点；delay是延迟时间。
指数形式：EXP <(> v1 v2 <td1 <t1 <td2 <t2 >>>> <)>V1是初始值，v2是峰值，td1是上升延迟时间，t1是上升时间常数，t2是下降时间常数。
控制卡是hspice输入文件的命令部分，告诉hspice要进行哪些操作和运算，并给出相关的参数——如分析方式、输出的变量等。
其内容主要包括选项语句（.OPTIONS)、分析命令语句、输出控制语句几类。
这些语句格式的共同特点是都由保留字引导，后面跟随相应的参数，在保留字前要加“.”LIB 语句：.lib ‘<filepath>filename’ entryname该语句根据文件路径和文件名来调用一个库文件，一般该文件包含器件模型中的参数值。
例.lib 'f:\spice\userlib\csmc.lib' bjtcsmc.lib文件中：···.lib bjt.MODEL pnp20 pnp ···.INCUDE语句：引用一个文件，被引用的文件置于引用文件前。
例：LNA.include “me98xxxx/model.sp“···直流分析仿真流程.OP：直流工作点分析会在输出文件中列出一些直流参数和各结点的工作点电压与支路电流、静态功耗。
.dc:扫描：.DC 变量1扫描<变量2扫描>···扫描：.DC var1 START STOP STEP/ <SWEEP var2 type np start2 stop2>type-DEC(十进位）/OCT（倍频）/LIN（线性）/DATA＝datanm/POI(列表）Np－单位范围内的点数（依type而定）。
SWEEP后的变量可是电压、电流或温度等变量。
例：.DC xval 1k 10k .5k SWEEP TEMP LIN 5 25 125. DC TEMP POI 5 0 30 50 100 125对前面反相器链的直流特性扫描：...VIN IN 0.DC VIN 0 5V 0.1V（从0v到5v，步长0.1v）…例：分析反相器链的直流传输特性和工作点…….global vdd.SUBCKT INV IN OUT wn=1.2u wp=1.2u…….ENDSX1 IN 1INV WN=1.2U WP=3UX2 12INV WN=1.2U WP=3UX3 2OUT INV WN=1.2U WP=3UCL OUT01PFVCC VDD 0 5VVIN IN 0.DC VIN0 5V 0.1V.OP…….END小信号灵敏度分析：.SENS ov1 <ov2 ...>ov1,ov2是做灵敏度分析的支路电流或节点电压。
计算给出输出变量对于每个电路参数的偏导，并做归一化。
同一输出变量对所有电路参数的灵敏度和为100％小信号转移函数：.TF ov srcnamov是输出变量，srcnam是输入源。
例.TF V(5,3) VIN 计算V(5,3)/VIN瞬态分析仿真流程一般分析:.TRAN var1 START=start1 STOP=stop1 STEP=incr1or.TRAN tincr1 tstop1 <tincr2 tstop2 ... tincrN tstopN > <START=val> <UIC>起始时刻和步长都指的是输出打印的时刻点，计算的时间步长由hspice自己决定。
UIC参数表示使用.IC语句指定的节点初始值。
例：.TRAN .1NS 25NS 1NS 40NS START=10NS0－25ns，步长0.1ns,25ns-40ns,步长1ns;从10ns开始输出结果。
.TRAN .1NS 100N以0.1ns的步长输出到100nsFourier分析：.FOUR freq ov1 <ov2 ov3 ...>Freq－基频，ov1、ov2···－输出变量例：CMOS INVERTERM1 2 1 0 0 NMOS W=20U L=5UM2 2 1 3 3 PMOS W=40U L=5UVDD 3 0 5VIN 1 0 SIN 2.5 2.5 20MEG.MODEL NMOS NMOS LEVEL=3 CGDO=.2N CGSO=.2N CGBO=2N.MODEL PMOS PMOS LEVEL=3 CGDO=.2N CGSO=.2N CGBO=2N.OP.TRAN 1N 100N.FOUR 20MEG V(2).PRINT TRAN V(2) V(1).END交流分析.AC:一般频域扫描：.AC type np fstart fstop <SWEEP var start stop incr>or.AC type np fstart fstop <SWEEP var type np start stop>or.AC var1 START = start1 STOP = stop1 STEP = incr1例：.AC DEC 10 1K 100MEG 1kHz-100MHz,每10倍频10个采样点。