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HspiceHspiceHspiceHspice的的的的使用简介使用简介使用简介使用简介Hspice是一款功能非常强大的电路仿真软件，支持MOS管最简单的level1，level3模型，同时通过调用库文件可以运用现今最精确的BSIM3v3模型。下面介绍Hspice的用法。一一一一、、、、简单简单简单简单介绍介绍介绍介绍Hspice软件安装好以后，从开始菜单进入会发现有四个可执行软件分别是Avanwaves,Hspice,HspiceMT,Hspui其中其中其中其中，，，，Hspui是总是总是总是总顶层软件顶层软件顶层软件顶层软件，，，，Avanwaves是波形观察是波形观察是波形观察是波形观察子子子子软件软件软件软件，，，，另外两个都是另外两个都是另外两个都是另外两个都是编译软件编译软件编译软件编译软件，，，，在在在在顶层顶层顶层顶层Hspui里里里里可以可以可以可以调用另外三个软件调用另外三个软件调用另外三个软件调用另外三个软件。。。。当打开Hspui，下面那个下面那个下面那个下面那个Avanwaves按钮就是调用波形观察软件按钮就是调用波形观察软件按钮就是调用波形观察软件按钮就是调用波形观察软件，，，，simulate就是就是就是就是调用编译软件调用编译软件调用编译软件调用编译软件来对网来对网来对网来对网表进行分析编译表进行分析编译表进行分析编译表进行分析编译。。。。当open某个*.sp(网表)文件以后,变成如下的样子，这里我打开的是一个运放的网表。由这里运放生成的网表文件amp.sp点击simulate按钮,它就开始编译分析,当编译结束的时候,右边两个按钮就从灰色变成亮色,前者是刚刚编译过的网表前者是刚刚编译过的网表前者是刚刚编译过的网表前者是刚刚编译过的网表生成的生成的生成的生成的网络和参数列表网络和参数列表网络和参数列表网络和参数列表,以及一些计算结果以及一些计算结果以及一些计算结果以及一些计算结果,从中可以看出各个从中可以看出各个从中可以看出各个从中可以看出各个MOS管的工作区域管的工作区域管的工作区域管的工作区域,静态工作点静态工作点静态工作点静态工作点,库文件列表库文件列表库文件列表库文件列表,网表网表网表网表等等等等.后者就是后者就是后者就是后者就是刚刚编译的网表刚刚编译的网表刚刚编译的网表刚刚编译的网表.这个网表是用spice语言来描述的(具体具体具体具体规则见附录规则见附录规则见附录规则见附录),它可以是电路工程师自己手工编写,但这样费时费力又可以出错.它也可以从各种电路设计软件导出,如Cadence,Tanner等.导出的网表经过工程师添加库文件,添加各种仿真激励等等,立刻可以进行simulate.非常方便.如果网表出错,库文件不匹配或者其他一些原因导致网表simulate失败,则会在EditLL中以”error”的形式体现出来.Simulate以后,如果网表正确,Hspice则会自动生成各种波形文件.这个时候点击按钮,就会启动波形观察器这里一共有两个窗口,一个是叫做ResultBrower,另一个就是波形窗口.在在在在ResultBrower里选择里选择里选择里选择需要观察的需要观察的需要观察的需要观察的节点节点节点节点,双击双击双击双击,比如这里我选择比如这里我选择比如这里我选择比如这里我选择DC(直流扫描直流扫描直流扫描直流扫描)仿真的仿真的仿真的仿真的vout输出口输出口输出口输出口,观察它的电压值观察它的电压值观察它的电压值观察它的电压值可以看到,这是一个运放的输入直流扫描结果再选择AC(交流)仿真,我选择vout用db来显示.则出现这样一个幅频曲线图,纵坐标是db(分贝),横坐标是Hz(赫兹),{这里20x代表20M,其余单位均与实际中相同,如10千就是10k},懂模拟电路的人可以发现懂模拟电路的人可以发现懂模拟电路的人可以发现懂模拟电路的人可以发现,运放的幅频特性曲线不应该是这样的运放的幅频特性曲线不应该是这样的运放的幅频特性曲线不应该是这样的运放的幅频特性曲线不应该是这样的.的确的确的确的确,运放的幅频特性运放的幅频特性运放的幅频特性运放的幅频特性曲线应该曲线应该曲线应该曲线应该是是是是缓降的缓降的缓降的缓降的.这这这这是因为是因为是因为是因为总坐标虽然以对数坐标来显示总坐标虽然以对数坐标来显示总坐标虽然以对数坐标来显示总坐标虽然以对数坐标来显示,但横坐标还是线性坐标但横坐标还是线性坐标但横坐标还是线性坐标但横坐标还是线性坐标.这时可这时可这时可这时可以用鼠标右击横坐标以用鼠标右击横坐标以用鼠标右击横坐标以用鼠标右击横坐标,会出现一个会出现一个会出现一个会出现一个setlogarithmicscale选项选项选项选项,这就是把这就是把这就是把这就是把坐标设置成对数坐标坐标设置成对数坐标坐标设置成对数坐标坐标设置成对数坐标.设置完成以后,一张正确的运放幅频特性曲线图就出现了同理,可以在resultbrower窗口选择voltsphase来观察相频特性曲线这里红色的是刚刚的幅频曲线,褐色的则是现在的相频曲线以上,是一个最基本的操作介绍,下面对一个基本反相器进行各种仿真分析.二二二二、、、、实际应用实际应用实际应用实际应用这是一个简单的反相推挽放大器.它导出的网表是(方便起见,我用MOS管level1模型).titleC_amp.modelnmosnmosvt0=0.7kp=110ugamma=0.4lambda=0.04phi=0.7.modelpmospmosvt0=-0.7kp=50ugamma=0.57lambda=0.05phi=0.8m1vovi00nmosl=1uw=2um0vovivddvddpmosl=1uw=1u****************************************************************.end网表中，*****处为为仿真可填入的激励，和仿真设定比如，我要对它进行瞬态，直流扫描.titleC_amp.modelnmosnmosvt0=0.7kp=110ugamma=0.4lambda=0.04phi=0.7.modelpmospmosvt0=-0.7kp=50ugamma=0.57lambda=0.05phi=0.8m1vovi00nmosl=1uw=2um0vovivddvddpmosl=1uw=1uvccvdd05vinvi0pulse(501n1n1n1u2u).op.dcvin050.1.tran10n20u.end把以上代码写进“记事本”，然后在某处新建一个文件夹，命名为”inv”,把这个记事本另存为”inv.sp”保存在这个新建文件夹里.打开Hpice,点击,选择刚刚弄好的inv.sp文件，点击编译结束以后，可以点击来观察数据输出状态，主要是检查是否有”error”确认没有错误以后，点击，进入波形观察窗口按照刚刚的步骤可以看到以下波形瞬态瞬态瞬态瞬态直流扫描直流扫描直流扫描直流扫描三三三三、、、、附录附录附录附录(A).HSPICE语法及语句几点注意：1.HSPICE语句中大小写是不敏感的语句中大小写是不敏感的语句中大小写是不敏感的语句中大小写是不敏感的，，，，故变量或名称故变量或名称故变量或名称故变量或名称A与与与与a是相同的是相同的是相同的是相同的；；；；2.HSPICE中第一句默认为注释行或标题行中第一句默认为注释行或标题行中第一句默认为注释行或标题行中第一句默认为注释行或标题行，，，，故故故故.sp文件中的第一行不可写功能语句文件中的第一行不可写功能语句文件中的第一行不可写功能语句文件中的第一行不可写功能语句；；；；3.HSPICE中一条语句可分行写中一条语句可分行写中一条语句可分行写中一条语句可分行写，，，，但必须在续行前使用但必须在续行前使用但必须在续行前使用但必须在续行前使用“+”号表示号表示号表示号表示；；；；4.HSPICE中每一句语中每一句语中每一句语中每一句语句中句中句中句中，，，，所有的语句成分的分隔符都是一个空格所有的语句成分的分隔符都是一个空格所有的语句成分的分隔符都是一个空格所有的语句成分的分隔符都是一个空格，，，，不可多也不可少不可多也不可少不可多也不可少不可多也不可少，，，，且且且且不能使用不能使用不能使用不能使用Tab作为分隔符作为分隔符作为分隔符作为分隔符；；；；5.某行以某行以某行以某行以“*”开头表示该行为注释行开头表示该行为注释行开头表示该行为注释行开头表示该行为注释行。。。。HSPICE电路架构语句的基本形式电路架构语句的基本形式电路架构语句的基本形式电路架构语句的基本形式HSPICE的电路架构搭建是通过电路描述语句来实现的，其基本格式如下：元件名元件名元件名元件名连接方式连接方式连接方式连接方式元件参数元件参数元件参数元件参数元件名第一个字母为元件关键字，用来表示该元件的类型。连接方式则是通过电路节点来实现。元件参数则表述具体的元件参数值。所有参数都可以用正负整数、浮点数以及指数来表示。具体数字后都可跟基本的比例因子，如：K=1E3MEG=1E6G=1E9T=1E12M=1E-3U=1E-6N=1E-9P=1E-12F=1E-15MIL=25.4E-6所有比例因子后加的单位都是国际标准单位，例如电压为伏特（V）等。单位符号可省略不写。HSPICE要求每个节点必须有直流通路到地，除了传输节点和MOS管衬底节点外，每个节点至少有两个元件与之相连，否则会被认为是不合法节点，会出现“nodeXhasnodcpath”的报错语句。1.1.1.1.电阻电阻电阻电阻、、、、电容电容电容电容、、、、电感电感电感电感、、、、互感互感互感互感Rxxxxxxxn1n2电阻值Cxxxxxxxn1n2电容值Lxxxxxxxn1n2电感值KxxxxxxxLyyyyyyyLzzzzzzz耦合系数上述语句中，R开头表示电阻名，C开头表示电容名，L开头表示电感名，K开头表示互感名。n1与n2为表示连接电阻或电容或电感两端的端点名。三者的基本单位是欧姆、法拉、亨利。Example：R1ab100C20cd200f该例子表示a节点与b节点之间有一个阻值为100Ω的电阻R1，节点c和d之间有一个200FF的电容C20。2.2.2.2.独立电压源和独立电流源独立电压源和独立电流源独立电压源和独立电流源独立电压源和独立电流源Vxxxxxxxn+n-DC直流值AC交流振幅交流相位瞬态值Ixxxxxxxn+n-DC直流值AC交流振幅交流相位瞬态值V和I分别是独立电压源和独立电流源的关键字，n+和n-是电源的正负节点。第一个选项为电源的直流值（字母DC可以省略），第二个选项为交流数据，第三个选项为瞬态数据。这三组数据可以在一次仿真中同时给出。若作直流分析，取直流常数值；若作交流分析，独立源被视为是由振幅和相位所描述的正选小信号（频率即为交流分析频率）；作瞬态分析时，则用随时间变化的瞬时数据（也可为常数）；支流和瞬态分析可用同一值描写，如果随时间变化，则取t=0的值作直流分析。瞬态数据随时间变化可以有如下五种形式：a)a)a)a)脉冲源脉冲源脉冲源脉冲源PULSE(v1v2tdtrtfpwper)v1为初值，v2为脉动值。Td为延迟时间，补缺值为0。tr和tf分别为上升时间和下降时间，补缺值为tstep（瞬态分析的步长）。pw和per分别为脉冲宽度和周期，补缺值为tstop（瞬态分析的终止时刻）。具体波形如下：pwtrtdtfpervv1v2Otb)b)b)b)正弦源正弦源正弦源正弦源SIN(v0vaftdθ)v0为直流偏置，va为正弦幅度。f为正弦，如f未给出或设为0，程序将以补缺值1/tstop代替。Td和θ分别为延迟时间和阻尼因子，其补缺值为0。c)c)c)c)指数源指数源指数源指数源EXP(v1v2td1tau1u1td2tau2)v1为初值，v2为脉动值。td1为上升延迟时间，td2为下降延迟时间，补缺值分别为0和td1+tstep。ta