HSPICE入门

HSPICE 入门

说明:

1. 网上已经有大量有关SPICE如何使用的说明文档,所以本篇不拟详细介绍SPICE

的语法,而把重点放在软件的安装和范例上.

2. SPICE诸多版本(such as HSPICE,PSPICE,TSPICE,IsSPICE,SPICE2G.6,spice3e,etc)

其内核是相同的,它们的语法绝大部分也彼此兼容(注意:也有例外).

3. 本文中使用的是SYNOPSYS公司的HSPICE PC版(Hspice_2002.2.2_pc).

4. 简单的HSPICE语法请参考(与本篇放在同一文夹中).详细的

SPICE语法,使用方面的资料放在服务器上,地址: \\Rddomain\规范标准\教材\other

5. 后面附有HSPICE安装说明,和BIAS前后的尺寸变换原则.

模拟集成电路的仿真工具是众多EDA工具中的一个重要组成部分.模拟电路复杂的性能和多样的电路结构,决定了其对仿真工具的精度,可靠性,收敛性以及速度等都有很高的要求.国际上公认的模拟电路通用仿真工具是美国加利福尼亚大学Berkeley分校开发的SPICE程序,目前享有盛誉的EDA公司的模拟电路工具,都是以SPICE为基础开发的. SPICE-------S imulation P rogram with I ntegrated C ircuit E mphasis.

输入ＨＰＳＩＣＥ程序进行分析的电路，由一组元件语句和一组分析控制语句来描述．用元件语句指定电路的拓扑关系和元件值；用分析语句来规定电路的分析类型，模型参数和运行的控制．

一．ＨＳＰＩＣＥ语法简介：

SPICE可以做直流分析(DC Analysis),交流分析(AC Analysis),瞬态分析(Transient Analysis)等.

(一)分析类型.

1) .OP

计算并打印工作点.

2) .DC var1 start1 stop1 incr1 [var2 start2 stop2 incr2]

DC 扫描分析.

例:

.DC Vin 0.25 5.0 0.25

$从0.25V到5 V扫描Vin,步长0.25V

.DC Vds 0 5 0.1 Vgs 0 5 1

$在Vgs分别在0,1,2,3,4,5V这六个电压点上,以步长0.1V从0V到5V扫描Vds.

.DC TEMP –55 125 25

$从-55度到125度以25度的步进扫描TEMP

3).AC type npoint fstart fstop

AC小信号分析.

例:

.AC DEC 10 1K 100MEG

$Freq.sweep 10 points per decade for 1khz to 100meghz

.AC lin 100 1 100hz

$linear sweep 100 points from 1hz to 100hz

4).TRAN tincr1 tstop1 [tincr2 tstop2……..] [start=val]

瞬态分析.

例如:

.TRAN 1ns 100ns

$Transient analysis is made from 0 to 100ns and printed per 1ns

.Tran 0.1ns 25ns 1ns 40ns start=10ns

$calculation is made every 0.1ns for the first 25ns ,and then every 1ns until 40ns .

the printing and plotting begin at 10ns

(二) 元件语句

1) Rstring n+ n- rval

电阻语句,n+表示电阻高电位,n-表示低电位,rval表示电阻值.

2) Cstring n+ n- cval [IC=Vval]

电容语句. 其中可选项IC=VV AL表示电容的初始电压.

3)Lstring n+ n- LV AL [IC=CV AL]

电感语句.其中IC=CV AL表示电感的初始电流.

4)MSTRING ND NG NS [NB] MNAME [L=V AL] [W=V AL]

[VDS=V AL] …………

MOS管语句,ND NG NS NB 分别表示源,栅,漏极和衬底的结点名.

二．几个例子

１．当反向器的输入电压由０Ｖ线性上升到３Ｖ时，分析反向器的输出波形

我们用ＣＯＨＥＳＩＯＮ画原理图，并提出后缀为.spi的网表(也可以用其它工具来提网表)．下图是用ＣＯＨＥＳＩＯＮ画的原理图，

提出的网表如下：

M1 vout vin VCC VCC PMOS L=1u W=4u

M2 vout vin gnd GND NMOS L=1u W=2u

ＭＯＳ管我们用ＭＣ３０模型：

* mc30

.model nmos nmos level=4 tox=45e-9 vto=0.90 tpg=0

.model pmos pmos level=4 tox=45e-9 vto=-0.10 tpg=0

下面是完整的输入文件，语句的说明在后面以注释的形式给出，

*inversor

M1 vout vin VCC VCC PMOS L=1u W=4u

M2 vout vin gnd GND NMOS L=1u W=2u

* mc30

.model nmos nmos level=4 tox=45e-9 vto=0.90 tpg=0

.model pmos pmos level=4 tox=45e-9 vto=-0.10 tpg=0

vcc vcc gnd 3＊电源电压直流３Ｖ

vin vin gnd pwl(0 0 2 3 3 3 5 0)＊输入为分段线性电压

.tran 100u 6 ＊瞬态分析，０～６秒，步长１００us

.end

注意：ＣＯＨＥＳＩＯＮ提出的网表文件后缀为.spi,在进行仿真时后缀必须改为.sp.