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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。 本文将从最基本的设计和使用开始，逐步带领读者熟悉Hspice的使用，并对仿真结果加以讨论，并以一个运算放大器为例，以便建立IC设计的基本概念。在文章的最后还将对Hspice的收敛性做深入细致的讨论。 Hspice输入网表文件为.sp文件，模型和库文件为.inc和.lib，Hspice输出文件有运行状态文件.st0、输出列表文件.lis、瞬态分析文件.tr#、直流分析文件.sw#、交流分析文件.ac#、测量输出文件.m*#等。其中，所有的分析数据文件均可作为AvanWaves的输入文件用来显示波形。 表1?Hspice所使用的单位 独立电压和电流源包括： 1.?直流源（DC）： 电压源Vxxx?n+?n-?dcval 电流源?Ixxx?n+?n-?dcval 2.?交流源（AC）：Vxxx?n+?n-?AC=acmag,acphase 3.?瞬态源（随时间变化）： 脉冲源：pulse?v1?v2?td?tr?tf?pw?per 线性源：pwl?t1?v1?t2?v2?t3?v3… 正弦源：sin?vo?va?freq?td?damping?phasedelay 4.?混合源：可以包括以上所有的形式，如：VIN?13?2?0.001?AC?1?SIN(0?1?1Meg) 二、输入网表文件 TITLE .INCLUDE .LIB?MACRO 元件描述 信号源描述 分析命令 测量命令 .ALTER .END 图1?输入网表（Netlist）文件标准格式 二、有源器件和分析类型 有源器件包括二极管（D）、MOS管（M）、BJT管（Q）、JFET和MESFET（J）、子电路(X)和宏、Behavioral器件（E,G）、传输线（T,U,W）等。这里值得注意的是MOS、JFET和MESFET的L和W的scale是m，而不是um。 分析的类型包括：直流、交流和瞬态分析。 1.直流分析： 对DC、AC和TRAN分析将自动进行直流操作点（DC?OP）的计算，但.TRAN?UIC将直接设置初始条件，不进行DC?OP的计算。 .DC?var1?start1?stop1?inc1?sweep?var2?type?np?start2?stop2 直流分析包含以下五种语句： .DC：直流扫描分析； .OP：直流操作点分析； .PZ：Pole/Zero分析； .SENS：直流小信号敏感度分析； .TF：直流小信号传输函数分析。 2.交流分析： 交流分析是指输出变量作为频率的函数。 .AC?var1?start1?stop1?inc1?sweep?var2?type?np?start2?stop2 交流分析包括以下四种语句： .NOISE：噪声分析； .DISTO：失真分析； .NET：网络分析； .SAMPLE：采样噪声分析。 3.瞬态分析： 瞬态分析是指计算的电路结果作为时间的函数。 .TRAN?tinc1?tstop1?tinc2?tstop2…?START=..?UIC?SWEEP.. 三、输出格式和子电路 （1）?输出命令包括：.PRINT、.PLOT、GRAPH、.PROBE和.MEASURE。 .PLOT?antype?ov1?ov2…?plo1,phhi1…plo32,phi32 .PROBE?ov1?ov2…?ov32 .PRINT?antype?ov1?ov2…?ov32 有五种输出变量形式： 1.?直流和瞬态分析： 用于显示单个节点电压，支路电流和器件功耗。 .print?V(node)?或?.plot?I(node)，也可用.graph、.probe。 V(node)表示节点电压，I(node)表示节点电流，p(rload)表示在负载rload上的分析点的功耗。 2.?交流分析： 用于显示节点电压和支路电流的实部、虚部和相位。 vi(node)表示节点电压的虚部，ip(node)表示节点电流的相位，vp(4,6)表示节点4，6间的相位角。 3.?器件模版： 用于显示制定的器件节点的电压、支路电流和器件参数。 lv16(m3)表示MOS管m3的漏电流，其他表示方式见手册。 4.?MEA