HSPICE 2010简(jiǎn)体中文(wén)版是一款由(yóu)Synopsys公司推出的专业EDA设计工具,主要适用于一些电路设(shè)计工程师使(shǐ)用,它为使用者提供了丰富实用的EDA设计工具,并(bìng)可以与其它专业软(ruǎn)件兼(jiān)容,比如(rú)Cadence,Workview等。该软件可(kě)以大(dà)大地提高电路仿(fǎng)真的精(jīng)准度,这个是较为经(jīng)典的一个版本,需要此款工具的朋友们欢迎前来下载使用(yòng)。
HSPICE 可与许多主要(yào)的EDA 设计(jì)工(gōng)具,诸如Cadence,Workview 等兼容,能提(tí)供许多(duō)重要的针对集(jí)成(chéng)电路性能(néng)的电路仿真和设计(jì)结果(guǒ)。采用(yòng)HSPICE 软件可(kě)以在直流到高于100MHz 的(de)微波频率(lǜ)范围内对电路(lù)作精确的仿(fǎng)真、分析和优化。在实际应用中, HSPICE能(néng)提供关键性的电(diàn)路(lù)模拟(nǐ)和设计方案,并且应用HSPICE进行电(diàn)路模(mó)拟(nǐ)时,其电路规模仅取决于用户计算机的(de)实际存储器容(róng)量。
- 准确度
金标准精确(què)的电路(lù)仿(fǎng)真。
粗放型的支持最(zuì)准确(què),最(zuì)广阔的一套行业标(biāo)准和专有的仿真模型。
- 性能
HSPICE刚刚得到更(gèng)快了(le)! Synopsys公司取得(dé)了HSPICE一个性能(néng)领(lǐng)先的单人和多核计算机上
显著加速细胞特性的应用,大(dà)型(xíng)提取(qǔ)的(de)网(wǎng)表(biǎo),信号完整性和65 nm设计。
- 设(shè)计产(chǎn)量 - 过程变(biàn)化和设备可靠(kào)性仿真
流程和互连(lián)变异 - 型号(hào)器件和互连线的变化
变化块 - 强大而(ér)灵活(huó)的机制来定义工艺变化的影响。
AC&DCMatch - 本(běn)地参(cān)数不匹配影响效(xiào)率的统计模拟。
“智能”蒙地卡罗 - 即(jí)运行速(sù)度(dù)比传统蒙特卡罗技术快好几倍的通用(yòng)统计模拟(nǐ)。
MOSRA器件的(de)可靠性分(fèn)析 - 仿真HCI和NBTI设备老化影响
- 董事会和包(bāo)装设计完(wán)整性分析
增(zēng)强型W-元(yuán)素和S参数模拟信(xìn)号完整性问题和支持SI分析。
支持(chí)大规模的500端口S参数
- 射(shè)频和高(gāo)速(sù)仿(fǎng)真
最佳的(de)RF模拟器PLL和(hé)VCO应用
最精确的射频(pín)仿真器
最(zuì)快的射(shè)频仿(fǎng)真器
高容量的射频仿真,10000+晶体管既(jì)谐波平衡和射击牛顿算法
全(quán)面的解决方案模(mó)拟(nǐ)低噪声(shēng)放大(dà)器,功率放大器,滤(lǜ)波器(qì),AGC电路中,振荡(dàng)器,混频器,乘法器,调(diào)制器,解调器,和压控振荡器(qì)。
Hspice是一个模拟(nǐ)电路仿真软件(jiàn),在给定电路结构和(hé)元器件参数的(de)条件下(xià),它可(kě)以模拟和
计算电路的各(gè)种(zhǒng)性(xìng)能。用Hspice分析一个电路,首先要做(zuò)到以下三点:
(1) 给定电路的结构(也就是电路(lù)连(lián)接关系)和元器件参数(shù)(指定元器件的(de)参数库);
(2) 确定分析电路特性所需的分析内容和分析类(lèi)型(xíng)(也就是加入激励源和设置分析(xī)类型);
(3) 定(dìng)义(yì)电路的输(shū)出信息和(hé)变量。
Hspice规定了一系列输入,输出语句(jù),用这些语句对(duì)电(diàn)路仿真的标(biāo)题(tí),电路连(lián)接方式,组成电路(lù)元器件的名称(chēng),参数,模型,以及分析(xī)类型,以及输(shū)出变量等(děng)进行(háng)描述(shù)。
一 Hspice输(shū)入(rù)文件的语句和格式
Hspice输入文件包括电路标(biāo)题语(yǔ)句,电路描(miáo)述语句,分析类(lèi)型描述语句,输出(chū)描述语句,注释语句,结束语(yǔ)句等六(liù)部分(fèn)构成,以下逐一(yī)介绍:
1 电路的标题语句
电路的标题语句是(shì)输入(rù)文件的第(dì)一行(háng),也成为标题行,必须设置。它是由任意(yì)字(zì)母和字符串组成的说明语句,它在(zài)Hspice的title框中显示。
2 电路描述语句
电(diàn)路描述(shù)语句由定义电路拓扑结构和元(yuán)器件参数的元器件(jiàn)描述(shù)语句,模(mó)型描述语句和(hé)电源语句等组成,其位置(zhì)可(kě)以在标题语句(jù)和结束语句(jù)之(zhī)间的任何地方。
(1) 电路元器件
Hspice 要求电路元器件名称(chēng)必须以规定的字母开(kāi)头,其后可以是任意数字(zì)或字母。除了名称之外,还应指定(dìng)该元器件所接(jiē)节点编号和(hé)元件(jiàn)值(zhí)。
电阻(zǔ),电容(róng),电感(gǎn)等无源(yuán)元件描述(shù)方式如下:
R1 1 2 10k (表示节点1 与2 间有电(diàn)阻R1,阻值为(wéi)10k 欧)
C1 1 2 1pf (表(biǎo)示(shì)节点1 与2 间有电容C1,电容(róng)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(tǐ)器件包括(kuò)二极管,双极性晶(jīng)体管,结形场效应晶体管,MOS 场效应晶(jīng)体管等(děng),这些半导体器件的特性方程通常是(shì)非(fēi)线性的,故也成为非线(xiàn)性有源元件(jiàn)。在电路CAD工具(jù)进行电路仿真时,需要用(yòng)等效的(de)数学模型来描述这些器(qì)件(jiàn)。
(a) 二(èr)极管描述语句(jù)如(rú)下:
DXXXX N+ N- MNAME
D 为元(yuán)件名(míng)称,N+和N-分别为二(èr)极管(guǎn)的正(zhèng)负节点,MNAME 是模型(xíng)名 ,后面为可(kě)选项(xiàng):
AREA 是面积因子(zǐ),OFF时(shí)直流(liú)分析所加的初(chū)始条件,IC=VD 时瞬态分析的初始条件。
(b)双极型(xíng)晶体管
QXXXX NC NB NE MNAME
Q 为元件名称(chēng),NC NB NE 分别是集电(diàn)极,基极,发射极和衬底的节点。缺省时(shí),NS 结地。后面可选项与二极管的意义相同(tóng)。
(c)结型场效应晶体管
JXXXX ND NG NS MNAME
J为元件(jiàn)名称,ND NG NS为漏,栅(shān),源的节点,MNAME 是模型名 ,后面为可选项(xiàng)与二极管(guǎn)的意义相同。
(d)MOS 场效(xiào)应晶体管
MXXXX ND NG NS NB MNAME
M为元件(jiàn)名称(chēng),ND,NG,NS,NB 分别是漏,栅,源和(hé)衬底节点。MNAME 是模型名,L沟(gōu)道长,M为沟道宽。
(2) 元器件(jiàn)模型
许(xǔ)多元(yuán)器(qì)件都需用(yòng)模型语句来(lái)定义其(qí)参数值(zhí)。模(mó)型语句不同于元器件描述语句,它(tā)是以“.”开头的点语句,由(yóu)关键字(zì).MODEL,模型(xíng)名称,模(mó)型类型和一(yī)组参数组成。 电阻,电容,二(èr)极管,MOS 管,双极管(guǎn)都可设置(zhì)模型语(yǔ)句(jù)。这(zhè)里我们仅介(jiè)绍MOS 管的模型语句,
其(qí)他的(de)可参考(kǎo)Hspice帮助手(shǒu)册。
MOS 场效应(yīng)晶体管模型(xíng)
MOS 场效应晶体管是集成电路中常用的器件,在Hspice 有20 余种模型(xíng),模型参数有40――60 个,大多是工艺参数。例如一种MOS 模型如下:
.MODEL NSS NMOS LEVEL="3" RSH="0" TOX="275E-10" LD=.1E-6 XJ=.14E-6
+ CJ="1".6E-4 CJSW="1".8E-10 UO="550" VTO="1".022 CGSO="1".3E-10
+ CGDO="1".3E-10 NSUB="4E15" NFS="1E10"
+ VMAX="12E4" PB=.7 MJ=.5 MJSW=.3 THETA=.06 KAPPA=.4 ETA=.14
.MODEL PSS PMOS LEVEL="3" RSH="0" TOX="275E-10" LD=.3E-6 XJ=.42E-6
+ CJ="7".7E-4 CJSW="5".4E-10 UO="180" VTO="-1".046 CGSO="4E-10"
+ CGDO="4E-10" TPG="-1" NSUB="7E15" NFS="1E10"
+ VMAX="12E4" PB=.7 MJ=.5 MJSW=.3 ETA=.06 THETA=.03 KAPPA=.4
上面:.MODEL为模型(xíng)定义关(guān)键(jiàn)字.
NSS 为模型名,NMOS为模型类型,LEVEL=3 表示(shì)半经验短(duǎn)沟道(dào)模型,后面RSH=0
等(děng)等(děng)为工艺参数。
(3) 电路的输入(rù)激励和源(yuán)
Hspice中的激(jī)励(lì)源分为独立(lì)源和受控源两种(zhǒng),这(zhè)里我们仅(jǐn)简单介绍独立源。独立源有独立(lì)电压源(yuán)和独立(lì)电流源两种,分别用V 和I 表示。他(tā)们(men)又分(fèn)为直流源,交流小信(xìn)号源和瞬态(tài)源,可(kě)以组合在一起使用。
(a)直流源
VXXXX N+ N- DC VALUE
IXXXX N+ N- DC VALUE
例如:VCC 1 0 DC 5v (表示节点1,0 间加电压5v)
(b)交流小信号(hào)源
VXXXX N+ N- AC >
IXXXX N+ N- AC >
其(qí)中,ACMAG 和ACPHASE 分别表示交流(liú)小信号源的幅度和相位。
例如:V1 1 0 AC 1v (表示节点(diǎn)1,0 间加交流电压幅值(zhí)1v,相位0)
(c)瞬态源
瞬态源有几种(zhǒng),以下我们均只以电压(yā)源(yuán)为例(lì),电流源类似:
* 脉冲源(又叫周期(qī)源)
VXXXX N+ N- PULSE(V1 V2 TD TR TF PW PER)
V1 初始值,V2 脉(mò)动(dòng)值,TD 延时,TR 上(shàng)升时间,TF下降时间,PW脉冲(chōng)宽度,PER 周期
例如:V1 5 0 PULSE(0 1 2NS 4Ns 4Ns 20NS 50NS)
* 正弦源(yuán)
VXXXX N+ N- SIN(V0 VA FREQ TD THETA PHASE)
V0:偏置,VA:幅度(dù),FREQ: 频率 ,TD :延(yán)迟,THETA: 阻(zǔ)尼(ní)因子,PHASE:相位
* 指数源
VXXXX N+ N- EXP(V1 V2 TD1 TAU1 TD2 TAU2)
V1初始值,V2中(zhōng)止(zhǐ)值,TD1上升延时,TAU1上升(shēng)时间常数(shù),TD2下降延时(shí),TAU2下(xià)降
时间常数(shù)
例如:V1 3 0 EXP(0 2 2ns 30ns 60ns 40ns)
* 分段线性源
VXXXX N+ N- PWL(T1 V1 )
其中每(měi)对(duì)值(zhí)(T1,V1)确(què)定了(le)时间t=T1是分段线性源的(de)值V1。
例如:Vpwl 3 0 PWL(0 1,10ns 1.5)
(4) 子(zǐ)电路
* 子电路语
句(jù)
.SUBCKT SUBNAM N1< N2 。。。>
子电(diàn)路的定义由.SUBCKT 语(yǔ)句开(kāi)始。SUBNAM是子电路名,N1< N2 。。。>是外部节点号
* 终止语句
.ENDS (表示(shì)结束子(zǐ)电路定义(yì))
* 子(zǐ)电路调(diào)用语句(jù)
XYYYY N1< N2 。。。> SUBNAM
在Spice中调(diào)用子(zǐ)电路的方法是设定以(yǐ)字母X 开头(tóu)的伪元件名,其后是用来(lái)连(lián)接到子(zǐ)电路上
的节点号,在后面是子电路(lù)名(míng)。
例如:.SUBCKT OPAMP 1 2 3 4
具体运放电路描述
.ENDS
Xop 1 2 3 4 OPAMP (调用该运放(fàng)子电(diàn)路)
3 电路的分(fèn)析类型描述语句
分(fèn)析类型描述语句由定义电路(lù)分析类型的描述(shù)语句和一(yī)些控制语句组成,如直流分析
(.OP),瞬(shùn)态分析(xī)(.TRAN)等分(fèn)析语句,以及初始状态设置(.IC),选(xuǎn)择项设置(.OPTIONS)
等控制语句。它的位置可在标题语句和结束语句之(zhī)间的任何地(dì)方。
(1) .TRAN(瞬态分析语(yǔ)句(jù))
一(yī)般形(xíng)式: .TRAN TSTEP TSTOP >
TSETP 为时间增量(liàng),TSTOP 为终止时间,TSTART 为初(chū)始时间(若不设(shè)定,则隐(yǐn)含值为0)
例如:.TRAN 1NS 10000NS 500NS (瞬态分析500—10000NS,步长为1NS)
(2).AC(交流分(fèn)析语句)
在规定的频率范围内完成电路的交流小信号分析
.AC DEC ND FSTART FSTOP (数量(liàng)级(jí)变化)
其中,DEC 为10 倍频,ND 为该范围内点的数目,FSTART初始频率,FSTOP 中止频率。
例如: .AC DEC 10 1 10K (指从1 到10KHZ范围,每个数量级取10 点,交流小
信号分析)
(3).DC(直流扫描语句)
是在指定的范围内(nèi),某一个独立源(yuán)或其他(tā)电路元器(qì)件(jiàn)参数步进变(biàn)化时(shí),计算电路(lù)滞留输
出变量(liàng)的(de)相应(yīng)变化(huà)曲线。
DC SRCNAN VSTART VSTOP VINCR <>
例(lì)如(rú): .DC VIN 0.25 5.0 0.25 (表示电压源VIN 的值(zhí)从0。25V扫(sǎo)描到5V,每(měi)次增量
0。25V)
(4).OPTION(可选项语句)
ACCT(打印出计算和运(yùn)行时间统计)
LIST(打(dǎ)印出输入(rù)数据总清单)
NODE(打印出结点表)
NOMOD(抑制模型参数的打印输出)
具体电路的分析类型描(miáo)述语句可查阅Hspice在线帮助。
4 输出描述语句
(1) 文本(běn)打印语句.PRINT
.PRINT TYPE ov1
TYPE 为指(zhǐ)定(dìng)的(de)输出分析(xī)类型,如(DC);OV1 为(wéi)输出变量名。
例如:.PRINT DC V(5) 。
