图3-1 Hspice的模拟流程
1、工具的使用
Hspice可以采用命令行或图形界面的方式执行,命令行的方式如下,
hspice <输入文件>
不生成lis文件,lis文件的内容打印到屏幕上。 hspice –i <输入文件> -o <输出文件名> 生成以输出文件名命名的lis文件。
相对方便的方式是采用图形界面的方式,如下
图3-2 hspice仿真图形界面
按Simulate执行仿真,之后,采用Avanwaves或Cscope来显示波形,分别如下,
图3-3 Avanwaves波形查看软件界面
图3-4 Cosmos Scope波形查看软件界面
2、基本电路分析
下面以下图所示的电路为例子,说明hspice的基本仿真方法。
图3-5 一个基本的共源级放大器的例子
此电路为共源级放大器,负载为电流源,电流源采用电流镜实现,偏置为电阻与电流镜实现的简单偏置。各结点号已标注在图中,其中GND的默认结点号为0结点。
2.1直流仿真
图中电路的直流仿真spice程序如下,
* DC analysis for AMP
M1 2 1 0 0 MOSN w=5u l=1.0u M2 2 3 4 4 MOSP w=5u l=1.0u M3 3 3 4 4 MOSP w=5u l=1.0u R1 3 0 100K CL 2 0 5p
Vdd 4 0 DC 5.0 Vin 1 0 DC 5.0 .op
.dc Vin 0 5 0.1 .plot dc V(2) .probe
.option list node post
*model
.MODEL MOSN NMOS VTO=0.7 KP=110U +LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7
.MODEL MOSP PMOS VTO=-0.7 KP=50U +LAMBDA=0.05 GAMMA=0.57 PHI=0.8 .end
.op是分析直流工作点的语句。此语句在进行电路直流工作点计算时,电路中所有电感短路,电容开路。值得注意的是,在一个HSPICE 模拟中只能出现一个.OP 语句。
.dc 是直流扫描分析。该语句规定了直流传输特性分析时所用的电源类型和扫描极限。
在直流分析中,.DC 语句可进行 a. 直流参数值扫描 b. 电源值扫描 c. 温度范围扫描
d. 执行直流蒙特卡罗分析(随机扫描) e. 完成直流电路优化 f. 完成直流模型特性化
.DC 语句具体格式取决于实际应用需要,下面给出了最常用的应用格式: .DC var1 START=start1 STOP=stop1 STEP=incr1 在本例中, .dc Vin 0 5 0.1,
输入端的电压源Vin从0V变化到5V,步长为0.1V。
.DC语句可以采用嵌套的形式,比如,
.DC var1 START=start1 STOP=stop1 STEP=incr1 var2 START=start2 STOP=stop2 STEP=incr2
下面是做温度扫描的例子, .DC TEMP -55 125 10
下图是此电路的直流扫描结果。可见在1~1.12V区域内是此放大器的高增益区。
2.2交流仿真
图中电路的交流仿真spice程序如下,
* AC analysis for AMP
M1 2 1 0 0 MOSN w=5u l=1.0u M2 2 3 4 4 MOSP w=5u l=1.0u M3 3 3 4 4 MOSP w=5u l=1.0u R1 3 0 100K CL 2 0 5p
Vdd 4 0 DC 5.0
Vin 1 0 DC 1.07 AC 1.0 .op
.ac DEC 20 100 100MEG *.plot ac VDB(2) VP(2) .probe
.option list node post
*model
.MODEL MOSN NMOS VTO=0.7 KP=110U +LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7
.MODEL MOSP PMOS VTO=-0.7 KP=50U +LAMBDA=0.05 GAMMA=0.57 PHI=0.8 .end
交流仿真结果