微電子集成電路設計仿真軟件使用介紹課件

第三章集成電路設計仿真軟件使用介紹

OrcadCaptureHspiceCosmosScope主要內容黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)哈工大MEMS中心電路的設計流程1.交互式電路圖輸入2.電路仿真3.版圖設計4.版圖的驗證（DRCLVS）5.寄生參數(shù)提取6.后仿真7.流片黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)capture——新建項目黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)capture——工具欄說明黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)capture——快捷鍵PlaceBusEntryEPlacePower FPlaceGnd

GZoomIn IZoomOut OPlacePart PPlaceWire WPlaceNetNameNPlaceBus BPlaceJunction J黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Capture——添加庫文件Hspice.olbSource.olbCsmc.olbAll.olbPlacePart快捷鍵pHspice庫中常用元件Comparewithgnd——比較器E_opampwithgnd——理想運放Gswithwgnd——理想開關黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Capture——設置模板設置仿真庫路徑設置.OPTION設置分析方式模板所在的庫模板黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Capture——添加源輸入源或者器件名稱，回車直接在庫里面選擇黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Capture——生成網(wǎng)表點擊createnetlist按鈕，彈出對話框，選擇pspice選項卡將原來的擴展名改為.sp黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Capture——標注點擊Annotate按鈕，彈出annotate對話框選擇第二項unconditinalreferenceupdate如果生成網(wǎng)表不成功，一般表示有重復定義的器件黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——配置hspice.ini修改option修改電源黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——使用網(wǎng)表文件的第一行.lib語句的修改（路徑中的斜杠）.option語句的設定仿真語句的設定黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——使用仿真完畢，點擊editll

查找err

有Errchk即為成功，否則按照error提示，修改電路圖重來。黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——使用直流分析.DCvar1start1stop1inc1靜態(tài)工作點分析.op極零點分析.pz直流小信號傳輸點分析.tf交流分析.ACvar1start1stop1inc1噪聲分析.Noise瞬態(tài)分析.TRANtinc1tstop1黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——不收斂原因（可能）Hspice仿真過程采用Newton-Raphson算法通過迭代解矩陣方程，使節(jié)點電壓和支路電流滿足Kirchoff定律。迭代算法計算不成功的節(jié)點，主要是因為計算時超過了Hspice限制的每種仿真迭代的總次數(shù)從而超過了迭代的限制，或是時間步長值小于Hspice允許的最小值。黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)可能的原因解決方法電路的拓撲結構電路連線錯誤，語句錯誤，其他錯誤可以通過查找列表文件中的warning和errors發(fā)現(xiàn)分塊仿真；簡化輸入源；調整二極管的寄生電阻；仿真模型由于所有的半導體器件模型都可能包含電感為零的區(qū)域，因此可能引起迭代的不收斂。在PN結或MOS的漏與源之間跨接一個小電阻；將.option中默認的GMINDC、GMIN增大。options設置重新設置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等Hspice——不收斂原因（可能）黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)Hspice——不收斂解決辦法檢查電路連線,如N管襯底沒有接地等連線錯誤。刪除.option語句中除acct，list，node，post之外的所有設置，采用默認設置，查找.lis文件中關于不收斂的原因使用.nodeset和.ic語句自行設置部分工作點的偏置。直流掃描中電壓或電流變化太快，通過增加ITL2來保證收斂，.optionITL2是在直流掃描分析中在每一步允許迭代的次數(shù)，通過增加迭代次數(shù)，可以在電壓或電流變化很快的點收斂。由于MOS管線性區(qū)和飽和區(qū)之間的不連續(xù)，Newton-Raphson算法在不連續(xù)點處進行迭點計算產(chǎn)生震蕩，可以通過增減仿真步長值或改變仿真初始值(范圍)來保證收斂。瞬態(tài)分析不收斂主要是由于快速的電壓變化和模型的不連續(xù)，對于快速的電壓變化可以通過改變分析的步長值來保證收斂。瞬態(tài)分析，默認采用Trapezoidal算法，精度比較高，但容易產(chǎn)生寄生振蕩，采用

GEAR算法作為濾波器可以濾去由于算法產(chǎn)生的振蕩，具有更高的穩(wěn)定性。瞬態(tài)分析先進行直流工作點的計算，將計算結果作為瞬態(tài)分析在T0時刻的初始值，再通過Newton-Raphson算法進行迭代計算，在迭代計算過程中時間步長值是動態(tài)變化的，.tran

tstep中的步長值并不是仿真的步長值，只是打印輸出仿真結果的時間間隔的值，可以通過調整.optionslvltim

imax

imin來調整步長值。黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——察看波形選擇要查看的信號波形黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——測量參數(shù)點擊measurementtool按鈕，彈出measurement對話框黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——測量黑龍江大學集成電路與集成系統(tǒng)CosmosScope——多曲線顯示當對