Hspice语言学习总结

HSpice语言学习总结第一讲：《SPICE》概述（1）元器件模型构成器件模型的方法有两种：行为级模型—“黑匣子”模型例如IBIS模型和S参数,最新的是Verilog－AMS模型和VHDL-AMS模型精度较差，一致性不能保证，受测试技术和精度的影响。一般应用到高频、非线性、大功率等大型电路设计等级(LEVEL)模型例如Hspice便是利用这种模型精度较高一般应用于中小型电路的IC设计（2）LEVEL模型②LEVEL1—LEVEL3：线性模型或低阶模型，可直接进行计算或估算。②流片工厂提供的模型，如Level49和Mos9、EKV等，无法直接进行计算或估算，需要用电路仿真软件进行仿真，以便得到精确的结果。如Hspice③Hspice提取模型，是利用提取元件库的形式.lib,元件库一般由工厂提供（3）集成电路特征线宽微米：Micrometer:1.0um亚微米：0.8um0.6um深亚微米：0.5um0.35um0.25um超深亚微：0.25um0.18um0.13um纳米：0.09um(90nm)0.07um(70nm)Moor定律：每一代（3年）硅芯片上的集成密度翻两番。加工工艺的特征线宽每代以30%的速度缩小。（4）Hspice的使用流程（5）Hspice网表输入格式-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第二讲HSPICE网表的语法（1）文件名格式：工具的多少：CadenceHspice精度：一般HspiceCadence适用对象：Cadence用于RF设计较好，Hspice更适合模拟IC设计目前应用建议：用Cadence布线布图以及版图设计，Hspice仿真（1.0）后缀名：.sp。产生方法：可以用任何一个文本编辑器产生，只需更改后缀名文件名：必须为英文，以字母打头，长度不超过256个字符放置目录：要放置于全英文目录下输入网表文件不能压缩（2）输入行格式：◆第一个语句必须是标题行，最后一个语句必须是.END语句；标题语句和结束语句中间语句无任何先后次序；不区分大小写，无上标和下标(忽略)语句、等式的长度不能超过256字符；续行用“+”表示。（3）分隔符：①分隔符可以为：tab键，空格，逗号，等号，括号②元件的属性用冒号来分割，例如M1:beta③用句点来表示隶属关系，例如X1.A1.V”表示电路X1的子电路A1的节点V（4）节点①结点标识可以长达1024个字符②结点数字开头的0被忽略③跟在以数字开头的结点编号后的字母被忽略。④结点名可以由以下任何字符打头：#_!%⑤结点可以用.GLOBAL语句声明为全局调用。如声明节点1为全局调用，.GLOBAL1⑥结点0、GND、GND！和GROUND均指的是Hspice全局的地。⑦HSPICE要求每个节点对地均要有直流通路。当这个条件不满足时，通常是接一个大电阻使该悬浮节点具有直流通路。⑧每个节点至少应连接两个元件，不能有悬空节点存在（5）数值及比例因子数字表示：a)数字可以用整数，如12，-5；b)浮点数，如2.3845，5.98601；c)整数或浮点数后面跟整数指数，如6E-14，3.743E+3；d)在整数或浮点数后面跟比例因子，如10.18k比例因子：为了使用方便，它们用特殊符号表示不同的数量级：e)T=1E+12，G=1E+9，MEG=1E+6，K=1E+3，M=1E-3，U=1E-6，N=1E-9，P=1E-12，F=1E-15，DB=20lg10，MIL=25.4E-6(千分之一英寸)（6）单位及关键字单位：以工程单位米、千克和秒（M，Kg，S）为基本单位。由此得到的其它电学单位可省略。如10，10V表示同一电压数。1000Hz，1000，1E+3，1k，1kHz都表示同一个频率值。同样，W、A等标准单位在描述时均可省略。单位可以省略，例如:C11210P二、标题、结束及注释语句（1）标题语句：.TITLE语句形式:1：.TITLEstringofupto72characters2：stringofupto72characters例如：可以为.titleasimpleacrun更常见的是第二种形式：asimpleacrun注意：如果没有标题，第一行空出。（2）结束语句.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。（3）注释语句一般形式：*commentonalinebyitself或HSPICEstatement$commentonthesamelineasandfollowingHSPICEinput注释标识：“*”或“$”。“*”打头的注释放在每行开头，而“$”打头的注释紧跟语句之后。三、电路描述语句（1）元件描述的基本格式HSPICE中元件的属性由器件名，器件位置，器件类型，器件参数值等来定义。格式为：名称器件所连接的节点器件的类型参数值例：1ASIMPLEACRUN标题2V110DC10AC13R1121K4R2201K电路描述语句5C120.001U6.OPTIONSLISTNODEPOST7.OP8.ACDEC101K1MEG命令语句9.PRINTACV(1)V(2)I(R2)I(C1)10.END结束语句（1）无源器件1-电阻一般形式：RXXXn1n2RvalueTC=TC1,TC2温度系数的缺省值为0，0注释：R=R0*[1+TC1*(T-T0)+TC2*(T-T0)2]T0为室温，25或27℃例：R112100kRC112171kTC=0.001,0（2）无源器件2-电容一般形式：CXXXn1n2CvalueTC=TC1,TC2温度系数的缺省值为0，0注释：C=C0*[1+TC1*(T-T0)+TC2*(T-T0)2]例：C11210uCP12171pTC=0.001,0非线性电容：CXXXn1n2POLYC0C1C2...电容值＝C0＋C1*V＋C2*V**2＋…，V为电容两端的电压（3）无源器件3-电感一般形式：LXXXn1n2LvalueTC=TC1,TC2温度系数的缺省值为0，0例：L11210uLP12171uTC=0.001,0非线性电感：LXXXn1n2POLYL0L1L2...电感值＝L0＋L1*I＋L2*I**2＋…，I为流过电感的电流（4）无源器件4-互感（电感）耦合器一般形式：KXXXLYYYLZZZKvalueKXXXLYYYLZZZK=value两耦合电感的名字:LYYY和LZZZ耦合系数:K,0k=1例：K34LAALBB0.9999KXFTRL1L4K=0.87（5）无源器件5-无损耗传输线一般形式：TXXXinrefinoutrefoutZ0=valueTD=value或TXXXinrefinoutrefoutZ0=valueF=valueNL=value或TXXXinrefinoutrefoutZ0=valueL=valueIn：端口1的(+);refin：端口1的(-)节点；Out：端口2的(+);refout：端口2的(-)节点。Z0：特征阻抗。例子：T11020Z0=50TD=10NST21346Z0=200F=4.5MEGHzNL=0.5T31234Z0=120F=1.5MEGHz(NL=0.25)（6）无源器件6-有损耗传输线均匀分布RC传输线一般形式：UXXXN1N2N3MNAMEL=LENN=LUMPS节点：N1，N2和N3，其中N3是连接到电容的节点；MNAME：模型名称。LEN：RC传输线长度(m)；LUMPS：传输线中所采用的集总分段数目例：U1150URCMODL＝50UURC21104UMOPLL=100UN=4有源器件晶体二极管(D)双极型晶体三极管BJT(Q)结型场效应管JFET或金属半导体场效应管MESFET(J)MOS场效应管(M)晶体二极管(1)晶体二极管(D)只往一个方向传送电流的元件。单向导电特性：电流由正极流向负极决定二极管性能的因素：二极管面积：决定反向饱和电流，寄生电阻等掺杂浓度及材料：导通电压等温度：影响反向饱和电流，势垒电容等（二）一般形式:DXXXnplusnminusmnamearea=value,area+PJ=valueWP=valueLP=valueWM=value+LM=valueOFFIC=vdM=valueDTEMP=value注释：DXXX：二极管元件名，必须以D开头，后面最多跟15个字符。nplus/nminus:二极管的正端(阳极)和负端(阴极)mname:二极管模型名（三）一般形式:DXXXnplusnminusmnamearea=value,area+PJ=valueWP=valueLP=valueWM=value+LM=valueOFFIC=vdM=valueDTEMP=value注释(续)：area：二极管面积，它定义了饱和电流，电容与电阻值。可以写为area=???也可以直接写为???，缺省值为1.0；若不定义area，用定义W(二极管宽度)和L(二极管长度)来代替也可以，area=W*L（四）一般形式:DXXXnplusnminusmnamearea=value,area+PJ=valueWP=valueLP=valueWM=value+LM=valueOFFIC=vdM=valueDTEMP=value注释(续)：PJ：二极管周长，PJ=2(L+M)。WP/LP:寄生多晶电容的宽度/长度，缺省值为0WM/LM:寄生金属电容的宽度/长度，缺省值为0（五）一般形式:DXXXnplusnminusmnamearea=value,area+PJ=valueWP=valueLP=valueWM=value+LM=valueOFFIC=vdM=valueDTEMP=value注释(续)：OFF：规定在进行直流分析时忽略初始条件，缺省值为ON。IC:瞬态分析的初始条件M:多重二极管模拟时的倍增因子，缺省值为1DTEMP:元件温度与电路温度之间的差额，缺省值0（六）一般形式:DXXXnplusnminusmnamearea=value,area+PJ=valueWP=valueLP=valueWM=value+LM=valueOFFIC=vdM=valueDTEMP=value例子：DBRIDGE67DIODE1DCLMMMP3GNDDMOD3IC=0.2第三讲HSPICE网表的语法(续)双极型晶体三极管(1)决定三极管性能的因素：三极管面积：决定电流，电容，寄生电阻等掺杂浓度及材料：导通电压等晶体二极管一般形式(回忆)一般形式:DXXXnplusnminusmnamearea=value,area+PJ=valueWP=valueLP=valueWM=value+LM=valueOFFIC=vdM=valueDTEMP=value注释：1：元件名称2：节点3：几何参数4：初始值设定5：温度设定双极型晶体三极管(2)一般形式:QXXXncnbnensmname+avalue;AREAA=value,AREAB=value,AREAC=value+OFFIC=vbevalue,vcevalue;VBE=value,VCE=value+M=valueDTEMP=value注释：QXXX：三极管元件名，必须以Q开头，后面最多跟15个字符。nc/nb/ne/ns:三极管的集电极、基极、发射极以及基底节点mname:三极管模型名a