cmos模拟集成电路实训h spice辅助设计教学ppt

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1、CMOS模拟集成电路实训之H-SPICE辅助设计东南大学集成电路学院IC实验室Leo_lu@139.com内容H-SPICE概述H-SPICE网表Model&SubcircuitsComponentSourceControl实训开始前……H-SPICE不要安装在中文目录下任何H-SPICE需要调用的文件都不要放在中文目录下网表文件第一行为标题行H-SPICE并不是所见即所得模式，但可以借助Cadence实现内容H-SPICE概述H-SPICE网表Model&SubcircuitsComponentSourceCo

2、ntrol实训(1)SPICE背景SPICE：SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis由加州大学伯克利分校研制广泛使用，成为行业标准模型电路仿真的数字方法电路节点定义一个矩阵电路元件特性依赖于子模型简单的如电阻：Resistor复杂的如MOS管：MOSFET(2)SPICE简介SPICE是一个电路分析工具，用于电路的稳态、瞬态和频域仿真种类繁多：业界有很多SPICE工具，包括HSPICE、SBTSPICE、Specture、TSPICE、PSPICE、Smarts

3、pice、ISpice等等通用性好：由于都是基于伯克利SPICE程序开发，均支持通用的SPICE网表文件SPICE工具的算法基本相似，可能在时步控制、方程解算器和收敛控制方面会有所不同(3)使用SPICE需具备的基础了解元件的基本特性熟悉所设计的电路功能了解需要验证的电路指标和对应的模拟种类、电路状态了解电路的输入信号特性了解电路各项指标的相依性及优先度了解电路结构、元件参数与各项电路特性的相关性，以便于模拟结果的改进(4)HSPICE的具体功能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

4、（优化元件参数）温度特性分析噪声分析傅立叶分析蒙特卡罗最坏情况分析，参数扫描，数据表扫描功耗、各种电路参数（H参数、T参数、S参数）等可扩展的性能分析(5)HSPICE的界面(6)HSPICE的输入输出数据(7)HSPICE的文件及其后缀输出列表.lis瞬态分析结果.tr#+瞬态分析测量结果.mt#直流分析结果.sw#+直流分析测量结果.ms#交流分析结果.ac#+交流分析测量结果.ma#输出状态.st#工作点节点电压（初始条件）.ic#：代表扫描分析序号或者硬拷贝文件序号，一般从0开始。+：表示在用.POST语句

5、产生图形数据后该文件才被确立。内容H-SPICE概述H-SPICE网表Model&SubcircuitsComponentSourceControl实训(1)电路与网表*COMPONENTSm1voutvin00mnw=30Ul=LMODm2vout1vddvddmpw=10Ul=1um311vddvddmpw=10Ul=1uclvout010piref10100u*SOURCESvddvdd0dc5vinvin0dcVMODac1.op网表是描述电路元件和连接关系的语句首先对电路节点进行标记说明各个元件的类型和模

6、型说明各个元件的引脚连接到哪个节点(2)HSPICE的网表结构(3)HSPICE的网表编写规则网表文件的第一个语句必须是标题行，最后一个语句必须是.END网表中语句的次序是随意的，但是续行（行首有“＋”的行）除外注释行（首字母为*或句末为$）可加在文件中的任何地方不要重复定义节点不要有悬空节点关键节点最好使用有意义的命名文件名、语句、等式的长度不能超过256字符不区分大小写(4)节点命名规则可以是字母或数字(如VIN1，12等)0节点总是地节点数字后的字母可被忽略(如5A=5B=5)节点均为本地可以使用.GLOBA

7、L声明全局节点(例.GLOBALVDDVSS)(5)网表中的单位及比例因子单位可以省略比例因子不可省略内容H-SPICE概述H-SPICE网表Model&SubcircuitsComponentSourceControl实训(1)Model简介Model主要内容为元件参数语法规则.MODEL模型名PMOS.MODEL模型名NMOSLEVEL=1常用于数字电路，精度低、速度快LEVEL=2考虑了衬底电荷对电流的影响LEVEL=

8、13,39,49用于模拟电路，精度高、速度慢(2)元件参数说明模拟电路仿真前的手工估算VT0（零偏置阈值电压）KP（传输电导参数）GAMMA（体阈值参数）LAMBDA（沟道长度调制参数）CGS0/CGD0/CGB0（GS-GD-GB覆盖电容）CJ（零偏置结电容）TOX（氧化层厚度）?PHI（表面势）?NSUB（衬底掺杂）?NSS（等效表面电荷）NFS（快速表