hspice仿真整理

§电路级和行为级仿真§直流特性分析、灵敏度分析§交流特性分析§瞬态分析§电路优化（优化元件参数）§温度特性分析§噪声分析例(HspicenetlistfortheRCnetworkcircuit)：.titleASIMPLEACRUN.OPTIONSLISTNODEPOST.OP.ACDEC101K1MEG.PRINTACV(1)V(2)I(R2)I(C1)V11010AC1R1121KR2201KC120.001U.END输出文件：一系列文本文件*.ic：initialconditionsforthecircuit*.lis：textsimulationoutputlisting*.mt0,*.mt1…：post-processoroutputforMEASUREstatements*.pa0：subcircuitpathtable*.st0：run-timestatistics*.tr0,*.tr1…：post-processoroutputfortransientanalysis*.ac0,*.ac1…:post-processoroutputforACanalysis.TITLE语句.TITLEstringofupto72characters或者：stringofupto72characters如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被执行。.END语句形式：.ENDcomment在.END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。分隔符包括：tab键，空格，逗号，等号，括号元件的属性由冒号分隔，例如M1:beta级别由句号指示，例如X1.A1.B表示电路X1的子电路A1的节点B常量M－毫，p－皮，n－纳，u－微，MEG－兆,例如c11210pF；单位可以省略，例如c11210p元件名元件名以元件的关键字母开头:电阻－R，电容-C……子电路的名字以“X”开头元件名不超过16个字符节点节点名长度不超过16个字符，可以包括句号和扩展名开始的零将被忽略：节点名可以用下列符号开始：#_!%节点可以通过.GLOBAL语句定义成跨越所有子电路的全局节点：.GLOBALnode1node2node3…node1node2node3都是全局节点，例如电源和时钟名节点0，GND,GND!,GROUND都指全局的地电位节点元件语句：器件的类型+名称器件所连接的节点参数值无源器件：电阻：Rxxxn1n2mnameR=resistanceAC=val电阻值可以是表达式。例：RterminputgndR=’sqrt(HERTZ)’Rxxx981AC=1e10直流电阻1欧姆，交流电阻为1e10欧姆电容：一般形式：Cxxxn1n2mnameC=capacitance例，Cloaddriveroutput1.0e-6。电感：一般形式：Lxxxn1n2L=inductance有源器件：二极管：Dxxxnplusnminusmname/params模型中的寄生电阻串联在正极端。双极型晶体管：QxxxncnbnensmnameJFET：Jxxxndngnsnbmname子电路语句子电路定义开始语句.SUBCKTSUBNAMnode1node2…其中，SUBNAM为子电路名，node1…为子电路外部节点号，不能为零。子电路中的节点号（除接地点），器件名，模型的说明均是局部量，可以和外部的相同。例.SUBCKTOPAMP1234子电路终止语句.ENDSSUBNAM若后有子电路名，表示该子电路定义结束；若没有，表示所有子电路定义结束。例.ENDSOPAMP子电路调用语句X*****node1node2…SUBNAM例.Xopa1abccOPAMP激励源：独立源：脉冲形式：Vxxxn+n-PULS(v1v2tdtrtfpwper)V1值1V2值2td上升延迟时间tr上升时间tf下降时间pw脉冲宽度per周期例：VPU30PULSE(125N5N5N20N50N)正弦形式：Vxxxn+n-SIN(vovafreqtdqφ)v0失调值va幅度freq频率td延迟时间q阻尼因子φ相位得到的波形：Time=0~tdvo+va·sin(2πφ/360）Time=td~瞬态分析的结束时间vo＋vaExp[-(Time-td)×θ]·Sin{2π·[freq(Time-td)+φ/360]}例：VIN30SIN(01100MEG1NS1e10)逐段线性形式：pwl(t1v1t2v2t3v3…R=repeatTD=delay)vi是ti时刻的值，repeat是开始重复的起始点；delay是延迟时间。指数形式：EXP(v1v2td1t1td2t2)V1是初始值，v2是峰值，td1是上升延迟时间，t1是上升时间常数，t2是下降时间常数。控制卡是hspice输入文件的命令部分，告诉hspice要进行哪些操作和运算，并给出相关的参数——如分析方式、输出的变量等。其内容主要包括选项语句（.OPTIONS)、分析命令语句、输出控制语句几类。这些语句格式的共同特点是都由保留字引导，后面跟随相应的参数，在保留字前要加“.”LIB语句：.lib‘filepathfilename’entryname该语句根据文件路径和文件名来调用一个库文件，一般该文件包含器件模型中的参数值。例.lib'f:\spice\userlib\csmc.lib'bjtcsmc.lib文件中：···.libbjt.MODELpnp20pnp···.INCUDE语句：引用一个文件，被引用的文件置于引用文件前。例：LNA.include“me98xxxx/model.sp“···直流分析仿真流程.OP：直流工作点分析会在输出文件中列出一些直流参数和各结点的工作点电压与支路电流、静态功耗。.dc:扫描：.DC变量1扫描变量2扫描···扫描：.DCvar1STARTSTOPSTEP/SWEEPvar2typenpstart2stop2type-DEC(十进位）/OCT（倍频）/LIN（线性）/DATA＝datanm/POI(列表）Np－单位范围内的点数（依type而定）。SWEEP后的变量可是电压、电流或温度等变量。例：.DCxval1k10k.5kSWEEPTEMPLIN525125.DCTEMPPOI503050100125对前面反相器链的直流特性扫描：...VININ0.DCVIN05V0.1V（从0v到5v，步长0.1v）…例：分析反相器链的直流传输特性和工作点…….globalvdd.SUBCKTINVINOUTwn=1.2uwp=1.2u…….ENDSX1IN1INVWN=1.2UWP=3UX212INVWN=1.2UWP=3UX32OUTINVWN=1.2UWP=3UCLOUT01PFVCCVDD05VVININ0.DCVIN05V0.1V.OP…….END小信号灵敏度分析：.SENSov1ov2...ov1,ov2是做灵敏度分析的支路电流或节点电压。计算给出输出变量对于每个电路参数的偏导，并做归一化。同一输出变量对所有电路参数的灵敏度和为100％小信号转移函数：.TFovsrcnamov是输出变量，srcnam是输入源。例.TFV(5,3)VIN计算V(5,3)/VIN瞬态分析仿真流程一般分析:.TRANvar1START=start1STOP=stop1STEP=incr1or.TRANtincr1tstop1tincr2tstop2...tincrNtstopNSTART=valUIC起始时刻和步长都指的是输出打印的时刻点，计算的时间步长由hspice自己决定。UIC参数表示使用.IC语句指定的节点初始值。例：.TRAN.1NS25NS1NS40NSSTART=10NS0－25ns，步长0.1ns,25ns-40ns,步长1ns;从10ns开始输出结果。.TRAN.1NS100N以0.1ns的步长输出到100nsFourier分析：.FOURfreqov1ov2ov3...Freq－基频，ov1、ov2···－输出变量例：CMOSINVERTERM12100NMOSW=20UL=5UM22133PMOSW=40UL=5UVDD305VIN10SIN2.52.520MEG.MODELNMOSNMOSLEVEL=3CGDO=.2NCGSO=.2NCGBO=2N.MODELPMOSPMOSLEVEL=3CGDO=.2NCGSO=.2NCGBO=2N.OP.TRAN1N100N.FOUR20MEGV(2).PRINTTRANV(2)V(1).END交流分析.AC:一般频域扫描：.ACtypenpfstartfstopSWEEPvarstartstopincror.ACtypenpfstartfstopSWEEPvartypenpstartstopor.ACvar1START=start1STOP=stop1STEP=incr1例：.ACDEC101K100MEG1kHz-100MHz,每10倍频10个采样点。噪声分析：用来计算各个器件的噪声对输出节点的影响并给出其均方根并输出，可完成.AC语句规定的各频率的计算，应在.AC分析之后。.NOISEovvsrcnaminterOvv－输出变量，srcnam－输入源，inter－频率间隔例：.titleacsweepexample.OPTIONSPOSTR1in15C110500pfV1IN00AC=10V,37.ACOCT101100MEG.noisev(1)v120－－分析1点电压的噪声情况，噪声源为V1端口.END温度分析：与直流或瞬态分析等命令结合使用：例如对反相器链瞬态特性的温度扫描：……VININ0PULSE(05V10NS1N1N50N100N).TRAN1N200Nsweeptemp012520.PRINTV(OUT).END.TEMPt1t2t3...：会产生一系列的瞬态分析文件：tr0,tr1...,在metawave中对应不同的分析。初始化：瞬态分析的初始化语句.ICvar1=val1var2=VAL2···直流分析的初始条件设定语句.NODESETvar1=val1var2=VAL2···进行含有多稳态电路的模拟时往往需要给出初始化条件。.OPTIONS:该语句允许用户重新设置程序的参数或控制程序的功能。常用的一些如下：node:列出个节点的元件端点，便于查错；post:使输出数据可以使用MetaWaves浏览（即将数据输出到postprocessor）list:列出元件列表；MEASDGT：.MEASURE语句输出的有效数字位数例：.optionpostprobe$MetaWaves只观察.probe语句输出的变量。输出控制输出语句：.PRINT:在输出的list文件中打印数字的分析结果，如果.OPTIONS中有POST则同时输出到post-processor中。.PLOT:在输出的list文件中打印低分辨率的曲线（由ASCII字符组成）,如果.OPTIONS中有POST则同时输出到post-processor中。.GRAPH：生成用于打印机或PostScript格式的高分辨率曲线。.PROBE:把数据输出到post-processor，而不输出到list文件。.MEASURE:输出用户定义的分析结果输出到.mtx文件，如果.OPTIONS中有POST则同时输出到post-processor中。.OP,.TF,.NOISE,.SENS和.FOUR都提供直接输出功能。.PRINT：.PRINTantypeov1ov2…ov32Antype－AC/DC/TRAN；Ovi：输出变量