HSPICE的基本使用方法
HSPICE-使用流程
HSPICE 使用流程HPICE软件主要用于模拟电路的仿真。
模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机技术为基础实现的，由于模拟电路在性能上的复杂性和电路结构上的多样性，对仿真工具的精度、可靠性、收敛性以及速度等都有相当高的要求。
HSPICE程序由于收敛性好，适于做系统及电路仿真，又有工作站版和微机版本，在国内外的用户十分广泛。
一、HSPICE可模拟的内容1.直流分析：包括非线性电路的直流分析①电路的直流工作点：分析时电路中的电感全部短路，电容全部开路，得到电路的每一节点的电流和电压（相对参考点）值。
②直流小信号传输值：传输函数的直流小信号值为直流小信号工作下的输出变量和输入变量之比值，包括电路的输入电阻和输出电阻。
③直流转移曲线：HSPICE可在用户指定的范围内，逐步改变指定的独立电压或电流源，对每一个电源值的变化，都得到储存的输出变量。
④灵敏度分析：求出指定输出变量对于电路参数（包括电路中所有的元件，器件参数，直流电源的输入电平）的直流小信号灵敏度。
2.交流小信号分析：将交流输出变量作为频率的函数计算出来。
先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。
①频域分析：在用户规定的频率范围内完成电路的交流分析。
②噪声分析：HSPICE可计算每个频率点上总的输出噪声电平及其等效输入噪声电平。
③失真分析：计算电路交流小信号工作下电路的失真特性，分析时是在输入端加有一个或两个频率的信号，在用户给定的输出负载电阻时，求出在该负载上的输出失真功率。
3.瞬态分析①瞬态响应：是从时间为零开始，到用户规定的时间范围内进行电路的瞬态特性分析。
②傅立叶分析：可以对输出波形进行傅立叶分析，得到在用户指定的基频及时间间隔范围的傅立叶系数。
4.电路的温度特性分析：HSPICE在用户未说明时，是在27℃的标称温度下进行各种模拟的。
当用户指定电路在什么温度下工作时，HSPICE也能进行不同温度下的电路特性分析，在温度低于-273℃时不予模拟。
Hspice应用讲解讲解
Hspice应⽤讲解讲解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：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。
HSPICE 使用流程-推荐下载
南京拓科科技有限公司HSPICE使用流程HSPICE 使用流程HPICE软件主要用于模拟电路的仿真。
模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机技术为基础实现的，由于模拟电路在性能上的复杂性和电路结构上的多样性，对仿真工具的精度、可靠性、收敛性以及速度等都有相当高的要求。
HSPICE程序由于收敛性好，适于做系统及电路仿真，又有工作站版和微机版本，在国内外的用户十分广泛。
一、HSPICE可模拟的内容1.直流分析：包括非线性电路的直流分析①电路的直流工作点：分析时电路中的电感全部短路，电容全部开路，得到电路的每一节点的电流和电压（相对参考点）值。
②直流小信号传输值：传输函数的直流小信号值为直流小信号工作下的输出变量和输入变量之比值，包括电路的输入电阻和输出电阻。
③直流转移曲线：HSPICE可在用户指定的范围内，逐步改变指定的独立电压或电流源，对每一个电源值的变化，都得到储存的输出变量。
④灵敏度分析：求出指定输出变量对于电路参数（包括电路中所有的元件，器件参数，直流电源的输入电平）的直流小信号灵敏度。
2.交流小信号分析：将交流输出变量作为频率的函数计算出来。
先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。
①频域分析：在用户规定的频率范围内完成电路的交流分析。
②噪声分析：HSPICE可计算每个频率点上总的输出噪声电平及其等效输入噪声电平。
③失真分析：计算电路交流小信号工作下电路的失真特性，分析时是在输入端加有一个或两个频率的信号，在用户给定的输出负载电阻时，求出在该负载上的输出失真功率。
3.瞬态分析①瞬态响应：是从时间为零开始，到用户规定的时间范围内进行电路南京拓科科技有限公司HSPICE使用流程的瞬态特性分析。
②傅立叶分析：可以对输出波形进行傅立叶分析，得到在用户指定的基频及时间间隔范围的傅立叶系数。
4.电路的温度特性分析：HSPICE在用户未说明时，是在27℃的标称温度下进行各种模拟的。
hspiceD使用手册
hspiceD使用手册一、HSPICE基础知识 (2)二、HSPICED的使用 (3)1．选择仿真环境 (3)2．确定model库 (3)3．加载激励 (5)4．Choose Analyses (8)三、HSPICED的注意事项 (9)1．HSPICES的state用于HSPICED需注意 (9)2．HSPICE仿真速度快造成卡机的问题 (10)一、HSPICE基础知识Avant!Start-Hspice现在是Synopsys公司的电路仿真工具，是目前业界使用最广泛的IC设计工具，甚至可以说是标准。
hspice和Spectre这两种仿真器每种都有两个接口，就是hspiceD 和hspiceS(hspice Direct,和hspice Socket)，以及spectre和spectreS(Spectre Direct,和spectre Socket)。
"Socket"接口是仿真器的一个比较老的接口。
因为在过去，很多仿真器没有强大的参数化语言，所以Cadence工具所做的就是使用cdsSpice （这个工具有强大的宏语语言，但实际上是一个比较脆弱的仿真器）来充当仿真器。
所有的网表都用cdsSpice的宏语言生成，然后再翻译成目标仿真器的语言——不保留任何参数化的东西。
这种方法是可行的，但是我们没有办法使用主流仿真器的所有特征。
大约1999年，以IC443为例，引入了"direct"接口的概念，我们就去掉了中间手段而直接用相应的语言生成网表。
这样更快，更有效，并且给出了更强大的读取主流仿真器的接口。
"Direct"接口的仿真工具输出的网表可读性更好，可以在只读模式下仿真，能够执行更高级的运算等等，所以在两大EDA工具提供商的仿真器中，hspiceD和spectre是优选。
我们根据书籍对电路的计算和估算都采用Level 2的MOS Model,与实际的Level 49和Mos9 、EKV等Liabrary不同，这些model要比Level 2的Model复杂得多，因此Designer使用Hspice、Spectre等工具进行仿真，以便得到精确的结果，是必须的。
HSPICE的基本使用方法
双参数扫描格式2
• .DC 参数1 起始1 结束1 步长1
+ SWEEP 参数2 起始2 结束2 步长2
例: .DC VG 0 5 0.1 SWEEP WX 1.5U 3U 0.5U
参数2是使用 .PARA 语句自定义的参数
双参数直流扫描格式3
• 格式
.DC 参数1 起始1 结束1 步长1 + SWEEP 参数2 POI 点数 值1 值2 值3
基本格式: .DC 变量 起始值 结束值 步长 例1: MOS管的转移特性
MOS管的描述方法
• 格式
MX ND NG NS NB 模型名 W=W1 L=L1 例如: M1 1 2 0 0 AMI06N W=1.5U L=0.6U
例1的.SP文件
• ************************式4
• .DC 参数1 起始1 结束1 步长1
+ SWEEP TEMP 起始2 结束2 步长2 .DC 参数1 起始1 结束1 步长1 + SWEEP TEMP POI 点数 值1 值2 值3
常用分析语句
• .TRAN • .DC • .AC • .OP
瞬态分析 直流扫描分析 频率特性分析 工作点分析
借助PSPICE生成电路网表
• 在PSPICE环境下绘制原理图 • 添加节点名称 • 生成网表 • 在UltrEdit下修改编辑网表
例1:一个MOS管电路
HSPICE的直流扫描分析
• 语句.DC • 单参数扫描
.INC /路径/AMI06N.M M1 ND NG GND GND AMI06N W=1.5U + L=0.6U VG NG GND 0 VD ND GND 5 .DC VG 0 5 0.1 .END
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使用指南
出现这样一个幅频曲线图,纵坐标是 db(分贝),横坐标是 Hz(赫兹), {这里 20x 代表 20M, 其余单位均与实际中相同,如 10 千就是 10k},
懂模拟电路的人可以发现,运放的幅频特性曲线不应该是这样的.的确,运放的幅频特性 曲线应该是缓降的.这是因为总坐标虽然以对数坐标来显示,但横坐标还是线性坐标.这时可 以用鼠标右击横坐标,会出现一个 set logarithmic scale 选项,这就是把坐标设置成对数坐标.
电源值用法举例： i. Vin in gnd 1.5 节点in与地gnd之间接1.5V电压源Vin。 ii. Vin in gnd 1.5 AC 1 SIN(0 1 1MEG) 电压源Vin接在节点in与地gnd之间，直流值为1.5V；交流振幅为1V，初始相位为0；瞬态电 压源为频率是1兆、直流偏置为1V的正弦电压源。 iii. Vin in gnd PWL(0 0 0 10ns 7 20ns 7 30ns 0 40ns) 电压源Vin接在节点in和地gnd之间，波形如下：
1. 电阻、电容、电感、互感
Rxxxxxxx n1 n2 电阻值 Cxxxxxxx n1 n2 电容值 Lxxxxxxx n1 n2 电感值 Kxxxxxxx Lyyyyyyy Lzzzzzzz 耦合系数 上述语句中，R开头表示电阻名，C开头表示电容名，L开头表示电感名，K开头表示互感名。 n1与n2为表示连接电阻或电容或电感两端的端点名。三者的基本单位是欧姆、法拉、亨利。 Example： R1 a b 100 C20 c d 200f 该例子表示a节点与b节点之间有一个阻值为100Ω的电阻R1，节点c和d之间有一个200FF的 电容C20。
Hsipce使用
目录第1章Hspice简介...............................................................................................................- 1 - 第2章Hspice仿真准备.. (2)2.1 仿真以及相关工具准备 (2)2.2 工具简介 (2)2.3 仿真所需文件 (2)2.4 网表导出 (3)2.4.1 在cadence里导出网表文件 (3)2.4.2 在Hierux里导出网表 (4)2.4.3 Cadence网表修改 (5)2.4.4 Heirux网表修改 (7)2.4.5 器件模型的修改 (8)第3章仿真操作及注意事项 (9)3.1 编写.SP文件 (9)3.1.1 标题（TITLE） (9)3.1.2 电路的分析类型描述语句 (9)3.1.3 注释（COMMENTS） (9)3.1.4 结束（.END） (9)3.2 Hspice仿真操作 (10)3.3 注意事项 (13)3.3.1 用cadence导出网表 (13)3.3.2 会查看Hspice中的错误 (13)第1章Hspice简介Hspice线路模拟软件在早期是美国Meta-Sofeware公司根据Berkeley SPICE2G.6、SPICE3以及其他线路模拟软件所发展的工业级线路分析软件。
Hspice在基本功能部分和其他SPICE软件相似，可应用于下列领域的电子研发，即稳态（直流分析）、暂态（时间分析）及频率（交流分析）等领域。
由于Meta-Sofeware公司在集成电路研制技术持续进步与元件尺寸缩小下，对于MOSFET模拟的适用性与精确性的不断耕耘，以及该公司对元件与电路最佳化、蒙特卡罗与最坏情况分析等进阶级的模拟应用亦有自我突破，使得Hspice逐渐脱颖而出，超过PSPICE、ls-SPICE等软件，成为在集成电路设计上最普遍及最佳的晶体管层次线路模拟软件。
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*0之间,偏移0,振幅1V,频率1K
.TRAN 1us 10ms
*做瞬态分析,每1US计算
*(计录)1次,运行10MS
.END
.SP文件格式
• 注释行
第一行或以*开始的行
• 电路网表
器件名称,节点,参数
• 分析语句和参数
.语句,如.TRAN 参数:步长 仿真时间
• 控制语句
的基本使用方法
集成电路CAD(2)
1
一个简单的HSPICE文件
****************RC************************
R1 1 2 1K
* 电阻R1接在节点1和2之间,阻值1K
C1 2 0 1U
*电容C1连接在节点2和0之间
V1 1 0 SIN 0 1 1K *一个正弦波信号源在1和
8
例1的.SP文件
• ***************************
.INC /路径/AMI06N.M M1 ND NG GND GND AMI06N W=1.5U + L=0.6U VG NG GND 0 VD ND GND 5 .DC VG 0 5 0.1 .END
9
双参数直流扫描分析格式1
• 格式
.dc 参数1 START1 END1 STEP1 + 参数2 START2 END2 STEP2 例: .DC V1 0 5 0.1 V2 0 5 1 适用于两个电压源或电流源
10
双参数扫描格式2
• .DC 参数1 起始1 结束1 步长1
+ SWEEP 参数2 起始2 结束2 步长2
例: .DC VG 0 5 0.1 SWEEP WX 1.5U 3U 0.5U
参数2是使用 .PARA 语句自定义的参数
11
双参数直流扫描格式3
• 格式
.DC 参数1 起始1 结束1 步长1 + SWEEP 参数2 POI 点数 值1 值2 值3
• 适用于非等间隔扫描
12
双参数直流扫描格式4
• .DC 参数1 起始1 结束1 步长1
+ SWEEP TEMP 起始2 结束2 步长2 .DC 参数1 起始1 结束1 步长1 + SWEEP TEMP POI 点数 值1 值2 值3
• 用首字母区分
R: 电阻 C : 电容 L: 电感 V: 独立电压源 I: 独立电流源 Q: 双极型晶体管 M: MOS管 D: 二极管 X:子电路
4
常用分析语句
• .TRAN 瞬态分析 • .DC 直流扫描分析 • .AC 频率特性分析 • .OP 工作点分析
5
借助PSPICE生成电路网表
• 在PSPICE环境下绘制原理图 • 添加节点名称 • 生成网表 • 在UltrEdit下修改编辑网表
例1:一个MOS管电路
6
HSPICE的直流扫描分析
• 语句.DC • 单参数扫描
基本格式: .DC 变量 起始值 结束值 例1: MOS管的转移特性
步长
7
MOS管的描述方法
• 格式
MX ND NG NS NB 模型名 W=W1 L=L1 例如:
M1 1 2 0 0 AMI06N W=1.5U L=0.6U