hspice-tutorial
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<HSPICE使用流程>(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\other5. 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$从-55度到125度以25度的步进扫描TEMP3).AC type npoint fstart fstopAC小信号分析.例:.AC DEC 10 1K 100MEG$Freq.sweep 10 points per decade for 1khz to 100meghz.AC lin 100 1 100hz$linear sweep 100 points from 1hz to 100hz4).TRAN tincr1 tstop1 [tincr2 tstop2……..] [start=val]瞬态分析.例如:.TRAN 1ns 100ns$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=4uM2 vout vin gnd GND NMOS L=1u W=2uＭＯＳ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，*inversorM1 vout vin VCC VCC PMOS L=1u W=4uM2 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=0vcc vcc gnd 3＊电源电压直流３Ｖvin 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.在ＨＳＰＩＣＥ的主界面(见图1) 上，单击＂ＯＰＥＮ＂，找到仿真文件所在目录,并且选中要仿真的文件，再单击界面上的＂ＳＩＭＵＬＡＴＥ＂进行仿真，完毕后，单击＂ＥＤＩＴ ＬＬ＂查看仿真情况，如果有错误，ＨＳＰＩＣＥ会在这个文件（.lis文件）中说明．若无错误，则单击＂ＡＶＡＮＷＡＶＥ＂查看仿真结果．(图1:HSPICE界面)下面是单击＂ＡＶＡＮＷＡＶＥ＂弹出的窗口:点击 “Transient *inversor”和 “V oltages”,最后双击“0”, “vcc”, “vin”, “vout” ,可以看到下面的结果:二.斯密特触发器仿真.下面是原理图:下面是仿真文件:* schmitt.spi - 2005-3-27 9:12:16 下午*.GLOBAL GND VSS VDD VCC*M1 VCC VI N_2 VCC PMOS L=0.2U W=2.5UM2 N_2 VI VO VCC PMOS L=0.2U W=2.5UM3 N_2 VO GND VCC PMOS L=0.2U W=4UM4 VO VI N_1 GND NMOS L=0.2U W=2.5UM5 N_1 VI GND GND NMOS L=0.2U W=2.5UM6 VCC VO N_1 GND NMOS L=0.2U W=4Uvcc vcc gnd 3vin vi gnd pwl(0 0 1u 3 2u 3 3u 0 r=0) *分段电压,从R=0开始重复.tran 0.1u 20u.op.model pmos pmos level=47.model nmos nmos level=47.end下面是输出结果:黄线表示输入,红线表示输出.三,RC振荡器仿真.仿真下面的电路,要求I_12,I_11两管的宽在20U到70U之间取五个值,查看电路振荡的情况.下面是仿真文件:* rc.sp.GLOBAL GND VSS VDD VCC*M1 N_3 N_1 VCC VCC PMOS L=1U W=3UM2 N_3 EN VCC VCC PMOS L=1U W=3UM3 N_5 N_3 VCC VCC PMOS L=2U W=16UM4 N_6 N_5 VCC VCC PMOS L=2U W $W为变量M5 OSC0 N_6 VCC VCC PMOS L=2U WM6 CLKOUT OSC0 VCC VCC PMOS L=2U W=8UM7 N_1 OSC1 VCC VCC PMOS L=2U W=6.2UM8 N_5 N_3 GND GND NMOS L=2U W=7UM9 N_6 N_5 GND GND NMOS L=2U W=28UM10 OSC0 N_6 GND GND NMOS L=2U W=28UM11 N_4 N_1 N_3 GND NMOS L=1U W=3UM12 CLKOUT OSC0 GND GND NMOS L=2U W=4UM13 N_4 EN GND GND NMOS L=1U W=3UM14 GND OSC1 N_1 GND NMOS L=2U W=3UC15 N_6 OSC1 10PR16 OSC0 OSC1 350Kvcc vcc gnd 3vven en gnd 3v*TSMC MOS MODEL.model nmos nmos level=13+vfb0=-8.27348e-01 lvfb=1.42207e-01 wvfb=3.48523e-02 +phi0=7.87811e-01 lphi=0.00000e+00 wphi=0.00000e+00 +k1=9.01356e-01 lk1=-1.96192e-01 wk1=1.89222e-02 +k2=4.83095e-02 lk2=-4.10812e-02 wk2=-2.21153e-02 +eta0=2.11768e-03 leta=3.04656e-04 weta=-1.14155e-03+muz=4.93528e+02 dl0=5.39503e-02 dw0=4.54432e-01+u00=5.81155e-02 lu0=4.95498e-02 wu0=-1.96838e-02+u1=-5.88405e-02 lu1=6.06713e-01 wu1=4.88790e-03+x2m=9.22649e+00 lx2m=-8.66150e+00 wx2m=9.55036e+00 +x2e=-7.95688e-04 lx2e=2.67366e-03 wx2e=3.88974e-03+x3e=2.14262e-03 lx3e=-7.19261e-04 wx3e=-3.56119e-03+x2u0=2.05529e-03 lx2u0=-3.66841e-03 wx2u0=1.86866e-03+x2u1=-1.64733e-02 lx2u1=-3.63561e-03 wx2u1=3.59209e-02+mus=4.84793e+02 lms=3.14763e+02 wms=-3.91874e+01+x2ms=-4.21265e+00 lx2ms=-7.97847e+00 wx2ms=3.50692e+01+x3ms=-5.83990e+00 lx3ms=6.64867e+01 wx3ms=-1.99620e+00 +x3u1=-1.44106e-02 lx3u1=8.14508e-02 wx3u1=7.56591e-04+toxm=2.30000e-02 tempm=2.30000e+01 vddm=5.00000e+00+cgdom=5.04000e-10 cgsom=5.04000e-10 cgbom=1.91000e-09+xpart=1.00000e+00 dum1=0.00000e+00 dum2=0.00000e+00+n0=2.00000e+02 ln0=0.00000e+00 wn0=0.00000e+00+nb0=0.00000e+00 lnb=0.00000e+00 wnb=0.00000e+00+nd0=0.00000e+00 lnd=0.00000e+00 wnd=0.00000e+00* n+ diffusion layer+rshm=80.0 cjm=7.000e-004 cjw=4.20e-010+ijs=1.00e-008 pj=0.700e000+pjw=0.8000e000 mj0=0.5 mjw=0.33+wdf=0 ds=0*pmos model.model pmos pmos level=13+vfb0=-5.63441e-01 lvfb=-1.06809e-01 wvfb=1.32967e-01+phi0=7.46390e-01 lphi=0.00000e+00 wphi=0.00000e+00+k1=6.57533e-01 lk1=1.94464e-01 wk1=-1.60925e-01+k2=-2.55036e-03 lk2=1.14752e-01 wk2=-8.78447e-02+eta0=-5.59772e-03 leta=2.50199e-02 weta=-5.66587e-04+muz=1.73854e+02 dl0=2.72457e-01 dw0=6.57818e-01+u00=1.26943e-01 lu0=4.25293e-02 wu0=-4.31672e-02+u1=-1.00718e-02 lu1=1.50900e-01 wu1=-1.00228e-02+x2m=1.03128e+01 lx2m=-3.94500e+00 wx2m=1.87986e+00 +x2e=1.55874e-03 lx2e=4.80364e-03 wx2e=-1.45355e-03+x3e=4.20214e-04 lx3e=-2.05447e-03 wx3e=-7.44369e-04+x2u0=1.00044e-02 lx2u0=-4.43607e-03 wx2u0=1.05796e-03+x2u1=-5.64102e-04 lx2u1=1.97407e-03 wx2u1=6.65336e-04+mus=1.77550e+02 lms=1.02937e+02 wms=-2.94207e+01 +x2ms=8.73183e+00 lx2ms=1.51499e+00 wx2ms=9.06178e-01 +x3ms=1.11851e+00 lx3ms=9.75265e+00 wx3ms=-1.88238e+00 +x3u1=-4.70098e-05 lx3u1=9.43069e-04 wx3u1=-9.19946e-05+toxm=2.30000e-02 tempm=2.30000e+01 vddm=5.00000e+00 +cgdom=1.00000e-09 cgsom=1.00000e-09 cgbom=1.91000e-09+xpart=1.00000e+00 dum1=0.00000e+00 dum2=0.00000e+00+n0=2.00000e+02 ln0=0.00000e+00 wn0=0.00000e+00+nb0=0.00000e+00 lnb=0.00000e+00 wnb=0.00000e+00+nd0=0.00000e+00 lnd=0.00000e+00 wnd=0.00000e+00*p+ diffusion layer+rshm=140.0 cjm=4.0e-004 cjw=2.4e-010+ijs=1.00e-008 pj=0.700e000+pjw=0.8000e000 mj0=0.5 mjw=0.33+wdf=0 ds=0.tran 10n 20u sweep w lin 5 20u 70u $20U到70U间线性取5个值..end下面是仿真后的波形.附录:一.HSPICE安装说明:HSPICE安装文件放在服务器上:\\Rddomain\电子设计\Hspice解压后双击图标安装,默认情况下安装在C:\Synopsys\Hspice2002.2.2.因为是盗版软件,需要在安装完后做一下修改(添加环境变量),步骤是:１．在桌面上,右键单击“我的电脑”----“属性”----“高级”-----“环境变量”-----“新建”,在“变量名”一栏中填写 “ installdir”,在“变量值”一栏中填写HSPICE安装的路径, 本次就是＂C:\synopsys\Hspice2002.2.2＂，填好后点击 “确定＂．２．安照上面的步骤添加第二个变量，变量名为＂LM_LICENSE_FILE＂，＂变量值＂为licence.dat文件（这个文件在原来的安装文件中找）的路径，比如放在c:\flexlm中，则填写＂c:\flexlm\licence.dat”,填好后点击＂确定＂．至此，我们添加了两个环境变量，最后重新启动一下机子就可以用了．注意：有的机子在修改系统时间后才能正常使用ＨＳＰＩＣＥ，这时只要把系统时间修改一下（只能超前改），比如改为２００５年，２００７年．二.MOS管BIAS前后的尺寸变换原则.(适应于05E,TC3工艺)考虑到制造过程中工艺的影响(P+,N+区收缩),为使生产出的电路性能尽可能接近仿真时的情况,经仿真确定的电路交给LAYOUT组画图前要对原来的MOS管宽长比进行变换,尺寸变换基于以下三个原因:1.P +,N+区在实际生产时会沿边界往内收缩0.5UM.2.光刻机可刻的最小线宽1.5UM.3.当L(版图尺寸)>=2.5UM时,画版图时源漏区宽度要比沟道区宽2UM,即两头大,中间小,两边各“出头”1UM.尺寸变换原则如下:假设仿真时的宽长分别为W´和L´,交给LAYOUT组的宽长分别为W和L，那么：1． L＜2.5um时a. 若W＞L，则必须满足W≥2.5um，并且有：W´＝W-1，L´＝L+1图1 W＞L且W≥2.5umb. 若W＜2.5um，这种情况不允许出现2． L≥2.5um时，无论W的尺寸是大于L还是小于L，都是W´＝W+1，L´＝L+1图2 L≥2.5um且W≥L图3 L≥2.5um但W＜L例:若仿真时的宽长比为:3/2,则交LAYOUT画图时改为:(3+1)/(2-1)=4/1若仿真时宽长比为:1.5/1.2,刚LAYOUT时为:(1.5+1)/(1.2-1)=2.5/0.2.。
Hspice中文教程
介简 ECIPSH 1.1§
论
概
章一第
2
示所 3.2.1 图如构结序程的时拟模 ECIPSH 。 �NART.� 析分态瞬和 �CA.� 析分流交 、 �CD.� 析分流直行进后制限和 差容种各入加要需据根�下件条用应同不在要都般一�中析分能性路电在。理管 据数 和验试 的 构结 列系一 绕围的 型 典种 一是证 验和析 分 的中 计设路 电成集
件文出输与入输的 ECIPSH 3.1§
5
3e1=K 6e1=X=GEM 21e1=T 3-e1=M 6-e1=U 9-e1=N 51-e1=F 01gl02=BD 503.=TF
9e1=G 21-e1=P 6-E4.52=IM
:子因例比值数的出列下以个一随 跟后数点浮或数形整个一者或�fp3-e1 是能不但,3e56.2,41-e1 如�数指形整个 一随跟后数点浮或数形整个一。数点浮、数形整是以可值数的中 ECIPSH 子因例比值数 .四 。果结的行运 拟模次一每了含包也中件文表列出输��句语等 ATAD.、EDULCNI.、RETLA.用 采过通�行运拟模的次一于多了含包件文表列入输如例。果结拟模的 定指句语析分及以 TNIRP.、TOLP.的中件文表列入输由了含包件文表列出输 。sil.tsilten 为件文表列出输则,ps.tsilten 为件文表列入输如 。 缀 后 ” sil . “ 有 带 是 仅 的 同 不 � 缀 前 的 同 相 件 文 表 列 入 输 的 定 指 与 取 地 动 自 被件文表列出输 。件文表列出输入放被都表网入输和果结的行运拟模路电 件文表列出输 .三 。符字制控的殊特用采要不中件文表网入输)f( 。缩压被能不也�”包打“被能不件文表网入输)e( 。符字格空非、值数非个一第 为作”+“以行续。去下续继号续用以可�下不写行一在如句语个一)d( 。下以符字个 08 于限度长句语行每)c( 。母字写小或写大分区予不�外名件文的中统系 XINU 除)b( 。开分号括圆右/左个一或号等个一 �号逗个一�baT 个 一 � 格 空 个 多 或 个 一 由 域 的 中 句 语 。 入 输 式 格 由 自 用 采 ECIPSH)a( 辑编的件文入输 .2 。方地何任的中件文在加可行释注。前句语 DNE.在现出并尾结 的件文跟紧须必块模子 RETLA.是的意注得值后最�面后行的去下接要在接 须必�行的”�“有首行�行续是非除�的意随是序次句语的间之们它�句 语 DNE.是须必句语个一后最 �行题标是须必句语个一第的件文表网入输 则规的件文表网入输写.1 。生产器辑 编本文 个 一用或 器 换转表 网路 线个 一由 够能 件文 入输 库和 件文 表网 入输
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使用指南
Sources: Dependent
• Dependent Sources (Controlled Elements)
– High level of abstraction
• Used for behavioral modeling and to simplify circuit descriptions • Faster execution time
Node Naming Conventions
• Node and Element Identification
– – – – – Either names or numbers (e.g. n1, 33, in1, 100) Numbers: 1 to 99999999 (99 million) Nodes with number followed by letter are all the same (e.g. 1a=1b) 0 is ALWAYS ground Global vs local Don‘t begin with a ? May contain: + - * / : ; $ # . [ ] ! < > _ % (not recommended) May NOT contain: ( ) , = ?<space> Ground may be either 0, GND, or !GND
Pulse value parameters defined in the .PARAM statement.
Independent Transient Sources: PWL
• Piecewise Linear
(Vol. 1, p. 4-8)
PWL t1 v1 <t2 v2 t3 v3...> <R <=repeat>> <TD=delay> PWL (t1 v1 <options>) PWL t1 I1 <t2 I2...> <options>
hspice语法手册
Hspice语法手册天津大学电信学院陈力颖Preface最初写作本文的目的是希望提供一份中文版的Hspice手册从而方便初学者的使用，本文的缘起是几位曾经一起工作过的同事分别进入不同的新公司，而公司主要是使用Hspice，对于已经熟悉了Cadence的GUI界面的使用者转而面对Hspice的文本格式，其难度是不言而喻的，而Hspice冗长的manual（长达2000页以上）更让人在短时间内理不出头绪。
鉴于我曾经使用过相当一段时间的Hspice，于是我向他们提供了一份简单而明了的handbook来帮助他们学习，本来是准备借助一个具体运放的设计例子，逐步完善成为一份case by case的教程，但由于工作比较浩大，加之时间的关系，一直难以完成，愈拖愈久，在几个朋友的劝说下，与其等其日臻完善后再发布，不如先行发布在逐步完善，以便可以让更多的朋友及早使用收益。
本文虽通过网络发表，但作者保留全部的著作权，转载时务请通知本人。
由于水平的有限，讨论范围的局限及错误不可避免，恳请读者指正。
联系方式为e-mail: nkchenliy@。
目录一、HSPICE基础知识 (2)二、有源器件和分析类型 (3)三、输出格式和子电路 (4)四、控制语句和OPTION语句 (6)五、仿真控制和收敛 (7)六、输入语句 (8)七、统计分析仿真 (9)天津大学电信学院陈力颖2006年２月一、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。
HSPICE简明教程(复旦大学)
§5.1 输出指令 ..................................................................................................... 31 §5.2 输出参数 ..................................................................................................... 31 5.2.1 直流和瞬态分析输出参数 ....................................................................... 31 E RFIC 2 / 63
Hspice 简明教程 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.2.6 第六章
目录
功率........................................................................................................ 32 交流分析输出参数 .................................................................................. 32 网路相关参数 ......................................................................................... 33 噪声和谐波分析输出参数 ....................................................................... 33 器件参数输出 ......................................................................................... 34
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FT=0.305
N = 1e-9
U = 1e-6
MEG = X = 1e6
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Input & Controls Format Conventions
o A line may be continued by entering a plus sign('+') in column 1 of the following line.
Sources
vs 1 0 sin(0v 0.1v 60 0us 0 0)
Egs out
0
2
0
10
Rs
1
2
50
Components R1
2
0
10k
RL
out
0
Load
CL
out
0
100p
Model & Subckts .lib or .model or .subcircuit
Analysis End file
remaining lines is arbitrary.
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Input & Controls .ALTER
Rerun a simulation with different models/parameters/options…
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Input & Controls .DATA
.alter .param Load=5k
.end
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Input & Controls Naming Conventions
Node and Element Identification
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Tran/DC/AC仿真
Innovation in Motion
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Tran/DC/AC仿真
Innovation in Motion
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Innovation in Motion
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本实例将用Hspice仿真NMOS管的传输特性曲线。
在example.sp输入列表中，需要设置Vgs=0，Vds从0V增加到3V，每一 步为0.1V。输出M1的Id图像，“i1（M1）”意味着M1管的漏极电流， “i2（M1）”意味着M1管的栅极电流，“i3（M1）”意味着M1管的 源极电流，“i4（M1）”意味着M1管的基极电流。 之后，重复上述步骤中的实验当Vgs=0.5V,1V,1.5V,2V,2.5V和3V。 输入列表需要加入“spice model libarey”，以仿真MOS管M1。
Innovation in Motion
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第一行默认为是标题行
输入列表：将每一个结 点命名。“gnd”默认为 是接地。
调用AC仿真：频率范围 从1Hz到100kHz，每一个 dB仿真100个点 输出图表：ac输出，其 中vdb是电压的dB表示
仿真过程控制：列出结 点信息和仿真过程中的 结果
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有源器件与无源器件
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有源器件与无源器件
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独立电源
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独立电源
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非独立电源
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查看“example1.lis”可以得到NMOS管的 输出参数
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element 0:m1 model 0:cmosn region Saturati id 16.5082m ibs -192.5783a ibd -7.3054f vgs 3.0000 vds 3.0000 vbs 0. vth 575.4753m vdsat 1.2969 vod 2.4245 beta 11.5405m gam eff 438.7651m gm 8.9578m gds 364.8910u gmb 1.5547m cdtot 50.5701f cgtot 52.2743f cstot 116.9864f cbtot 118.8812f cgs 44.9715f cgd 8.2331f
输出清单 .tran分析数据文件
.dc分析数据文件 .ac分析数据文件 .measure分析数据文件 运行结点电压
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.lis .tr#
.sw# .ac# .mt# .ms# .ma# 2008.03 出现仿真界面如下图：
输入网表(.sp) 输出清单(.lis)
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打开图像查看软件“waveview”查看输出。 “FileImport Waveform file”，找到输出文件所在的文件夹， 打开 “lp.ac0”。
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双击“D0:lp.ac0”，然 后双击“toplevel”，左 下方会出现结点电压如 vdb(vin)， vdb(vout)。 双击vdb(vout)会出现曲 线。 右键x轴，会出现一个小 窗口，选择“log Scale”
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电路仿真激励
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HSPICE 数据流
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HSPICE输入输出文件说明表
HSPICE 输入文件 输入网表文件（netlist） 模型/库文件 运行状态文件 .sp .inc .lib HSPICE 输出文件 .st#
打开网表
仿真
查看输出
查看波形
编辑网表
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输入网表（example1.sp） 模型/库文件（cmos035.mod） 输出文档（example1.lis, example1.st0, example1.sw0, example1.ic0） 例如一个NMOS的正确仿真包括以下文档：
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开始仿真。 如果仿真成功，查看输 出图像。用waveview打 开“example1.sw0”。 双击“D1： example1.sw0”“topl evel”“i1（m1）”， 可以看到如下的图形输 出。
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新建文件夹以存放输入列表。 用记事本或是word文档编辑输入列表，保存为“lp.sp”。在 hspice中，可以用 查看输入列表。 用hspice打开输入列表 开始仿真 仿真结束之后， 仿真进程保存在相同目录下的“lp.lis”中，如果仿真不成功， 错误信息将保存在此文档。 运行状态信息保存在“lp.st0”中，如使用的CPU信息等。 仿真结果保存在相同目录下的“lp.ac0”中。
中山大学南方学院 马渊博 mayb0719@
HSPICE：简介 开启与设置 实例描述 --RC 低通滤波器 -- NMOS 传输管 I-V 特性图 其他资源(使用手册)
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SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) --SPICE：1973年，由加州大学伯克利分校的Laurence Nagel博士和Donald Pederson教授研发； --SPICE2：1975年； --SPICE3：1983年，由加州大学伯克利分校的Thomas Quarles博士和 Richard Newton教授研发 Hspice -- 最初由Meta软件公司的两位工程师Shawn和Kim Hailey推出，现由 Synopsys公司拥有。 其他基于SPICE的仿真软件 --XSPICE（Georgia Tech），PSICE（Cadence），LTSPICE（Linear Tech）， TISPICE（Texas Instrument），ADICE（Analog Devices），Mica （Freescale）