集成电路原理与设计课程设计-Hspice模拟仿真精选.docxVIP

河北科技大学课程设计报告学生姓名：学号：_________________专业班级：电科141_____________课程名称：集成电路原理与设计_____学年学期： 2 016— 2 017学年第二学期指导教师：__________2 0 17年 6月课程设计成绩评定表学生姓名学号成绩专业班级电科141起止时间2017.6.23—2017.7.3设计题目Hspice模拟仿真指导教师评语指导教师：年月日目录一、HSPICE简介2二、HSPICE输入文件的语句和形式2（一）电路的标题语句2（二）电路描述语句21.电路元器件22.元器件模型33. 电路输入激励和源44. 子电路5（三）分析类型描述语句61. 基本语句62. 库文件调用语句6（四）输出描述语句7（五）注释语句7（六）结束语句7三、逆向工程（以反相器为例）8（一）TTL版图8（二）电路原理图8四、HSPICE仿真网表9五、HSPICE仿真结果10（一）瞬态仿真10（二）直流仿真10六、课设总结11HSPICE是一个模拟电路仿真软件，在给定电路结构和元器件参数的条件下，它可以模拟和计算电路的各种性能。用HSPICE分析一个电路，首先要做到以下三点：（1）给定电路的结构（也就是电路连接关系）和元器件参数（指定元器件的参数库）；（2）确定分析电路特性所需的分析内容和分析类型（也就是加入激励源和设置分析类型）；（3）定义电路的输出信息和变量。HSPICE规定了一系列输入，输出语句，用这些语句对电路仿真的标题，电路连接方式，组成电路元器件的名称，参数，模型，以及分析类型，以及输出变量等进行描述。HSPICE输入文件的语句和形式Hspice输入文件包括电路标题语句，电路描述语句，分析类型描述语句，输出描述语句，注释语句，结束语句等六部分构成，以下逐一介绍：电路的标题语句输入文件的第一行，也成为标题行，必须设置。它是由任意字母和字符串组成的说明语句，它在Hspice的title框中显示。电路描述语句电路描述语句由定义电路拓扑结构和元器件参数的元器件描述语句，模型描述语句和电源语句等组成，其位置可以在标题语句和结束语句之间的任何地方。1.电路元器件HSPICE 要求电路元器件名称必须以规定的字母开头，其后可以是任意数字或字母。除了名称之外，还应指定该元器件所接节点编号和元件值。电阻，电容，电感等无源元件描述方式如下：R1 1 2 10k (表示节点1 与2 间有电阻R1，阻值为10kΩ)C1 1 2 1pf (表示节点1 与2 间有电容C1，电容值为1pf)L1 1 2 1mh (表示节点1 与2 间有电感L1，电感值为1mh)半导体器件包括二极管，双极性晶体管，结形场效应晶体管，MOS 场效应晶体管等，这些半导体器件的特性方程通常是非线性的，故也成为非线性有源元件。在电路CAD工具进行电路仿真时，需要用等效的数学模型来描述这些器件。Mxxxx ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VALM为元件名称，ND，NG，NS，NB 分别是漏，栅，源和衬底节点。MNAME 是模型名，L沟道长，M为沟道宽。分类形式解释二极管Dxxxx N+ N- MNAME AREA OFF IC=VDD 为元件名称，N+和N-分别为二极管的正负节点，MNAME 是模型名，后面为可选项：AREA 是面积因子，OFF时直流分析所加的初始条件，IC=VD 时瞬态分析的初始条件。双极型晶体管Qxxxx NC NB NE NS MNAME AREA OFF IC=VBE，VCEQ 为元件名称，NC NB NE NS分别是集电极，基极，发射极和衬底的节点。缺省时，NS 结地。后可选项与二极管意义相同。结型场效应晶体管JXXXX ND NG NS MNAME AREA OFF IC=VDS,VGSJ为元件名称，ND NG NS为漏，栅，源的节点，MNAME 是模型名，后面为可选项与二极管的意义相同。MOS场效应晶体管Mxxxx ND NG NS NB MNAME L=VAL W=VALM为元件名称，ND，NG，NS，NB 分别是漏，栅，源和衬底节点。MNAME 是模型名，L沟道长，M为沟道宽。2.元器件模型许多元器件都需用模型语句来定义其参数值。模型语句不同于元器件描述语句，它是以.开头的点语句，由关键字.MODEL,模型名称，模型类型和一组参数组成。电阻，电容，二极管，MOS 管，双极管都可设置模型语句。这里我们仅介绍MOS 管的模型语句，其他的可参考Hspice帮助手册。MOS 场效应晶体管模型是集成电路中常用的器件，在Hspice 有20 余种模型，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