南郵集成電路與CAD實(shí)驗(yàn)報(bào)告2-張長(zhǎng)春ss

1、集成電路與CAD課程實(shí)驗(yàn)第 2 次實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：SPICE仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?，掌握spice程序的仿真方法2，掌握hspice的使用3，進(jìn)一步熟悉spice語(yǔ)法知識(shí) 實(shí)驗(yàn)原理：1.Hspice是一個(gè)模擬電路仿真軟件，在給定電路結(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)的條件下，它可以模擬和計(jì)算電路的各種性能。用Hspice分析一個(gè)電路，熟悉要做到以下三點(diǎn)：（1） 給定電路的結(jié)構(gòu)(也就是電路連接關(guān)系)元器件參數(shù)（指定元器件的參數(shù)庫(kù)）（2） 確定分析電路特性所需要的分析內(nèi)容和分析類(lèi)型（加入激勵(lì)和設(shè)置分析類(lèi)型）（3） 定義電路的輸出信息和變量Hspice規(guī)定了一系列輸入，輸出語(yǔ)句，用這些語(yǔ)句對(duì)電路仿真的標(biāo)題，電路連接方式，

2、組成電路元器件的名稱(chēng)，參數(shù)，模型以及分析類(lèi)型，以及輸出變量等進(jìn)行描述。2.SPICE網(wǎng)表文件是文本文件，默認(rèn)的輸入文件名為：*.cir 因?yàn)槟壳案鱾€(gè)版本的SPICE軟件都已圖形化，并增加了很多功能，所以產(chǎn)生的語(yǔ)句順序和格式有了一些變化，但主要是以*開(kāi)頭的注釋語(yǔ)句的不同變化，便于閱讀和模塊化，而基本的語(yǔ)句變化不大，包括以下幾種：1) 標(biāo)題語(yǔ)句：網(wǎng)表文件第一行為標(biāo)題語(yǔ)句，由任意字符串和字母組成，軟件并不處理，而是直接在輸出文件中作為第一行打印出來(lái)2) 注釋語(yǔ)句：由*開(kāi)頭的字符串，為文件的說(shuō)明部分，為方便閱讀而在自動(dòng)產(chǎn)生的SPICE網(wǎng)表文件中大量存在;HSPICE中也可用“$”。3) 電路描述語(yǔ)句：

3、定義電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和元器件參數(shù)的語(yǔ)句，由元器件描述語(yǔ)句、模型描述語(yǔ)句、電源語(yǔ)句等組成4) 電路特性分析和控制語(yǔ)句：以.開(kāi)頭的語(yǔ)句，描述要分析的電路特性及控制命令5) 結(jié)束語(yǔ)句：即.END ，標(biāo)志電路描述語(yǔ)句的結(jié)束，在文件最后一行 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與結(jié)果分析：1，反相器代碼：Inverter Circuit.OPTIONS LIST NODE POST.TRAN 200P 20N /瞬態(tài)仿真，200.PRINT TRAN V(IN) V(OUT) /打印瞬態(tài)仿真結(jié)果，Vin和VoutM1 OUT IN VCC VCC PCH L=1U W=20U /M1參數(shù)：p管，DGSB，柵長(zhǎng)柵寬1和20umM2 OU

4、T IN 0 0 NCH L=1U W=20U /M2參數(shù)：n管，DGSB，柵長(zhǎng)柵寬1和20umVCC VCC 0 5 VIN IN 0 0 PULSE .2 4.8 2N 1N 1N 5N 20N /激勵(lì)信號(hào)：初值0.2，幅度4.8，上升時(shí)間2ns，下降時(shí)間1ns，延遲1ns，脈寬5ns，周期20nsCLOAD OUT 0 .75P.MODEL PCH PMOS LEVEL=1.MODEL NCH NMOS LEVEL=1.END仿真波形：2，HSPICE 仿真分析電流源負(fù)載共源放大電路電流源負(fù)載共源放大器結(jié)構(gòu)MOS 管尺寸:W=5u,L=1uMOS 管模型:.MODEL nch NMOS

5、VTO=0.7 KP=110U GAMMA=0.4 LAMBDA=0.04 PHI=0.7.MODEL pch PMOS VTO=-0.7 KP=50U GAMMA=0.57 LAMBDA=0.05 PHI=0.8電路如圖所示,試用 HSPICE 仿真器得到 Vout 作為 Vin 函數(shù)關(guān)系的曲線。確定 Vout=0V時(shí) Vin 的直流值。*DC analysis*EX 4.1 common source amp DC analysis.option post=2 numdgt=7 tnom=27M1 2 1 0 0 nch W=5u L=1uM2 2 3 4 4 pch w=5u L=1uM

6、3 3 3 4 4 pch w=5u L=1uR1 3 0 100kVin 1 0 dc 5Vdd 4 0 dc 5.MODEL nch NMOS VTO=0.7 KP=110U GAMMA=0.4 LAMBDA=0.04 PHI=0.7.MODEL pch PMOS VTO=-0.7 KP=50U GAMMA=0.57 LAMBDA=0.05 PHI=0.8.dc vin 0 5 0.1.print dc v(2).end*假設(shè)輸出端接 5PF 的電容, 當(dāng)放大器被偏置在過(guò)渡區(qū)時(shí), 試用 HSPICE 獲得Vout()/Vin()的小信號(hào)頻率響應(yīng),給出從 100Hz 到 100MHz 范圍內(nèi)的幅度和相位響應(yīng)。* * AC analysis *EX 4.2 common source amp AC analysis.ac dec 20 100 100MEG.op.print ac vm(2) vdb(2) vp(2).end*當(dāng)電路輸入脈沖信號(hào)時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng),仿真時(shí)間從 0 到 4us。* TRansient analysis *EX 4.3 common source amp TRansient analysis.tran 0.01u 4u.print tran v(2) v(1).end實(shí)驗(yàn)分析：通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)。我學(xué)會(huì)使用標(biāo)準(zhǔn)SPICE的元件描述語(yǔ)句，根據(jù)電路數(shù)