HSPICE與非門仿真


一、HSPICE的基本操作過程

  1. 打開HSPICE程序,通過OPEN打開編寫好的網表文件。
  2. 按下SIMULATE進行網表文件的仿真。
  3. 按下AVANWAVES查看波形圖(仿真結果)。

二、 網表文件結構總結

HSPICE輸入文件包括電路標題語句,電路描述語句,分析類型描述語句,輸出描述語句,注釋語句,結束語句等六部分構成。

電路描述語句:電路元器件,元器件模型,電路的輸入激勵和源,子電路。

分析類型描述:瞬態分析語句,交流分析語句,直流掃描語句,可選項語句。

三、 在紙上手畫與非門(CMOS)的晶體管級電路

與非門原理圖

圖1-與非門原理圖

四、 寫出與非門的網表文件

*NAND gate hspice fil
.TEMP  25.0000
.option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingol
.lib 'E\hspice2007\model\PTM45nm\pmos90.lib' TT
.lib 'E\hspice2007\model\PTM45nm\nmos90.lib' TT
V1 1 0 dc=1.
VA A 0 
VB B 0 
Mp1 vo A 1 1 pmos W=5u L=1
Mp2 vo B 1 1 pmos W=5u L=1
Mn1 vo A vn vn nmos W=2u L=1
Mn2 vn B 0 0 nmos W=2u L=1
.dc VB START=0 STOP=1.8 STEP=0.01 SWEEP VA 0 1.8 1.
.o
.end

五、 總結書寫與非門網表文件中的注意事項

  1. 注意庫文件的引用及模型名稱的編寫。
  2. 換行繼續應用+號標注。
  3. 對節點命名時應注意不要有相同的的節點名。

六、 HSPCIE仿真結果,改變寬長比,分析比較至少兩種寬長比情況下的仿真結果

(一)、與非門仿真結果

根據圖2所示結果可得:當A為低電平時(VA=0),輸出為高電平;當A為高電平時(VA=1.8),當B為低電平(VB<750mv),輸出為高電平,當B為高電平(VB>750mv),輸出為低電平。得到如下表所示的真值表。

A B V0
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

表1-與非門真值表

圖2-與非門仿真結果

(二)、改變MOS管寬長比,改為W=20U,L=1U。根據圖3所示結果,可以得到臨界條件由750mv升至960mv。

在這里插入圖片描述

圖3-改變寬長比后的仿真結果1

(三)、改變MOS管寬長比為,改為W=1u,L=1u。根據圖4所示結果,可以得到臨界條件由750mv降至560mv。

在這里插入圖片描述

圖4-改變寬長比后的仿真結果2

(四)、結論

MOS管的寬長比越大,MOS管的飽和電流就越大,等效電阻就越低。

七、 實驗過程中的收獲和體會

通過本次集成電路課程設計,我收獲良多。對於MOS管的原理,與非門的原理有了更加深刻的理解,初步掌握了HSPICE仿真軟件的使用和網表文件的編寫,了解了MOS管寬長比對元件性能的影響。


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