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1、軟件使用和運(yùn)放主要拾標(biāo)命祜真方法軟件使用e金 Cade nee<eProduct(View Draw)<HspiceCadence繪制電路圖常用快捷鍵:U:撤消操作E:進(jìn)入Symbol部查看電路圖Ctrl+E:退出 SymbolI:添加器件Q:屬性W:連線(xiàn)P:加入PinL:添加線(xiàn)名X:Check&SaveG:查看Check&Save的結(jié)果(warningor error)F:全丿顯示C:復(fù)制M:移動(dòng)Shift+L:插入文木(注釋?zhuān)㎞:插入圖形(直線(xiàn),弧線(xiàn),圓,矩形等)9:點(diǎn)亮線(xiàn):縮小顯示:放大顯示R:旋轉(zhuǎn)R+F3:水、卜或垂直鏡像翻轉(zhuǎn)其它常用操作:W后按鼠標(biāo)右鍵:改
2、變連線(xiàn)方式,折線(xiàn)一育線(xiàn)按住Ctrl左鍵拖動(dòng):不帶連線(xiàn)關(guān)系拖動(dòng)按住Shift選擇:同時(shí)選擇Cade nee 仿真兩種仿真工具:<Spectre(所用模型后綴為.scs) <Hspice (所用模型后綴為ib)Cadence仿真流程添加激勵(lì)I(lǐng)啟動(dòng)仿真環(huán)境I (Hspice)添加模型4變址賦值I選擇分析類(lèi)型I選擇輸出(電涼結(jié)點(diǎn))信號(hào)I仿真并査看結(jié)果Cadence仿真工具怎樣rh Spectre換成Hspice打開(kāi)仿真環(huán)境.看到Analog Design Environment對(duì)話(huà)框 l.Setup-Simulator/Directory/Host一將simulator選項(xiàng)改為Hspice
3、2. Environment Options 將include/stimuly File Syntax選項(xiàng)改為Hspice3. setup simulation Files Edit include File(添加模型路徑)注恿:進(jìn)行典型模型下仿真時(shí),為什么還要自己編寫(xiě)個(gè)庫(kù)文件?Spectre模型文件的結(jié)構(gòu)(.scs)卄說(shuō)明"library tsmclibsection tt夠數(shù)include “路尬/模 V .scsM section mosinclude *7% 補(bǔ)/ 棋 P " .scs ” section-bjtinclude “路汁/絞割 .scsn sectio
4、n-dK)deendsec bon tt(section s$. sectwnsf. section fs. section 仟等)section mos仃的也會(huì)定義為子電路的形式model nch nmos參數(shù)(Ill h: model pch pmos 宇)endsec bon mos(包扌section res. section bjt. section diode竽)endlibrary tsmclibJTISpectre仿真時(shí)典型模型庫(kù)文件編寫(xiě)格式如果section tVll而只include section mos. j我們仿1X又耍用到模 型文件里面的bjt. diode等時(shí),那
5、么為了方便理模型,自寫(xiě) 個(gè) 典電模型庫(kù)文件是必要的.(否則添加模型時(shí).不僅5?添加section tt, 還愛(ài)添加文件名:tsmc06bcdmodeLtt.scslibrary aaasection ttinclude 1 路徑/模住名scs" section=ttinclude 顯路衿/模申笛.scs" section=bjt include”路從/模巾名.scs” section«diodeendsection ttendlibrary aaa添加模卍討.添加此用文件.sectionii項(xiàng)只墩匕tt就可以CHspice模型文件的結(jié)構(gòu)(.lib)卄說(shuō)明”Jbtt
6、參散J«b 路彳勺模丿卩名ibnx».hb 路徑/權(quán)住名fibbjt.kb 路衿/棋型名ibdiodeendl tt冇的也會(huì)圧義為產(chǎn)電路的形式(tilW.libss, ibsf,ibfc,l ibfF 等).lib mos model nch nmos參數(shù)(包恬.model pch pmos).endl mos.(包恬Jibz .libbjt. .libdiode加用Cadence內(nèi)I快的Hspice仿真時(shí)典型模型庫(kù)文件編寫(xiě)格式同理,如果.lib tt里面只包含ib mos,而我們仿真又要用到模型文件里面的 bjt. diode等時(shí),那么白l!編寫(xiě) 個(gè)典取模型艸文件足必要的
7、,將所需要的庫(kù) 郁添加到里面。添加模型時(shí)選Edit include File選項(xiàng)。典型模型庫(kù)文件編寫(xiě)格式:文(T : tsmcOCbcdmodeLtt.llblib “路徑/模型名llb”tt.lib “路徑/模型名lb”bjtlib 路徑/模型名lb” diode添加模型時(shí),只需要添加此W丈件的路徑就町以了 !JTJWindows FHspice仿貞時(shí)典型模型庫(kù)文件編寫(xiě)格式因?yàn)榫W(wǎng)A屮添加模型語(yǔ)句兄litr路徑/模型名itrtt.因此用Window FHspice 仿真和用Cadence內(nèi)嵌的Hspke仿真時(shí)典型模型庫(kù)文件編目格式是不同的,需吹 雨新定義一個(gè)庫(kù)。典型模型庫(kù)文件編9格戌:丈件名:
8、tsmc06bcdmodeLtt.lib.libttlib “路徑/模型名lb”ttlib “路徑/模熨名.litT bjtlib齡徑/模型名.litr diode.endl tt江:如果用Cadence內(nèi)恨的Hspice仿真添加模型時(shí)選Edit model File選項(xiàng), 那么典型模型庫(kù)文件編寫(xiě)格式與上述格式相同.仿真注意事項(xiàng)1. 最好調(diào)用Symbol仿貞.在Symbol內(nèi)改參數(shù),庫(kù)內(nèi)所Symbol參數(shù)都會(huì)改變2. Hspice )i溫度特性Cadence內(nèi)械的Hspice仿真器不能71接仿溫度特件。需要上成網(wǎng) 表/網(wǎng)表屮加入沢JI,件仿箕分析商仙 QPTIONSLMJ后面再加入 "
9、;POST=2W (保存輸出數(shù)據(jù).使輸出數(shù)據(jù)可以使用MetaWaves瀏覽.即將數(shù) 1R輸Hl到post processor) aTeminaPI'ifi入cd+空格+網(wǎng)衣路徑:輸入HSPICE+冋車(chē)開(kāi)始仿貞: 輸AAWAVES+ |n|作查石波形。Hspice基木仿真流程用elVoduct的Vie Draw, 將要仿真的電路輸入由View Draw生成對(duì)應(yīng)電路的 網(wǎng)表,此文件反映了電路的連 接關(guān)系(cir文件)在Netlister基礎(chǔ)上加入模型庫(kù)語(yǔ)句,激勵(lì) 語(yǔ)句,仿真分析語(yǔ)句,波形輸出語(yǔ)句等, 得到Hspice可以仿真的網(wǎng)表文件。(.sp 文件)仿真網(wǎng)表實(shí)例例(The Hspice
10、netlist for the RC network circuit): *title A SIMPLE AC RUNR1 1 2 1KiR2 2 0 1KCl 2 0.001UVI 1 0 10 AC 1OP*.AC DEC 10 IK 1MEG PRINT AC V(l) V(2) 1(R2) I(C1).OPTIONS INGOLD = 2 CSDF=2 .END基木語(yǔ)法1不區(qū)分大小寫(xiě)(caseinsensitive)2注釋?zhuān)?or$3 數(shù)量級(jí)表示符號(hào):TE12IGE9MEGE6KM1UE-6NE-9PE-12FE-15關(guān)鍵不要搞錯(cuò)M和MEG )4 賦值單位可以省略仿真網(wǎng)表的五個(gè)主要組成
11、部分 1 電路網(wǎng)表2 激勵(lì)3 仿貞分析語(yǔ)句4 輸出命令5 模型庫(kù)文件電路網(wǎng)表包含的內(nèi)容有器件連接關(guān)系、模型名、參 數(shù)值、(賦值)、并聯(lián)個(gè)數(shù)、(初始值) 例:R1 N1 N2 R W=10u L=luR2 N1 N2 10KCl N1 N2 C W=10u L=luC2 N1 N2 lOpC3 N1 N2 lOp IC=1電路網(wǎng)表LI N1 N2 lmDI N1 N2 diodeQI NC NB NE bjt M=8Ml ND NG NS NB nch W=2u L=lu M=3M2 ND NG NS NB pch W=4u L=lu M=3子電路使用舉例下面足由前面舉例的CMOS反相器組成的三
12、級(jí)反相器鏈網(wǎng)表:.SUBCKTINV IN OUTwn=1.2u wp=1.2u Mn out in 0 0 NMOS W=wn L=1.2u»Mp out in vdd vdd PMOS W=wp L=1.2u .ENDSXIIN 1INVX21 2INVX32 OUTINVCLOUTO1PFVCC VDD 0 5VWN=1.2u WP=3u WN = 1.2u WP=3u WN=1.2u WP=3u激勵(lì)常用信號(hào)源:1 直(交)流信號(hào)源VI N1 N2 5V2N1N21.25 AC=1IIN1N2lu2 分段線(xiàn)性倍號(hào)源VIN1N2PWL(tl vl t2v2:t3 v3.)VIN1
13、N2PWL(10u 0 30u5)斜坡上升V2N1N2PWL(0 1 lOu110.01U 3)階躍信號(hào)激勵(lì)3 脈沖信號(hào)源VI N1 N2 PULSE(vl v2 td tr 廿 pw per)VI N1 N2 PULSE(O 5 lp lp lp 5u lOu) " 注:Vl:值1v2:值 2td:延遲時(shí)間tr:上升時(shí)間tf:下降時(shí)間pw:脈沖寬度per:周期激勵(lì)4 正弦信號(hào)源單位止弦VI N1 N2 SIN(vO va freq td 9C>)VI N1 N2 SIN(O 11)注:vO:偏置值va:幅度 freq瀕率 td:延遲時(shí)間6:阻尼因子e:相位仿真分析語(yǔ)句OP直流
14、工作點(diǎn)分析會(huì)在輸出文件(.lis文件)中列出些直流參數(shù)和 結(jié)點(diǎn)的I作點(diǎn)電壓T支路電流,若執(zhí)行瞬態(tài)分析及交流 分析,則在分析前將門(mén)動(dòng)進(jìn)行立流分析,此語(yǔ)何可省略。 DC直流掃描(參數(shù)變化)格式:DC VIN 0 10 I.DC VIN 0 10 1 VGS 0 5 1DC R1 lk 10k 0.5k SWEEP TEMP LIN 5 25 125 DC Rl lk 10k 0.5k SWEEP TEMP 25 125 1 DC TEMP POI 5 0 30 50 100 125DC TEMP -40 200 1 200 -40 -1仿真分析語(yǔ)句.AC交流分析(頻率特性)(卜倍頻程內(nèi)打描10個(gè)點(diǎn)
15、(八倍頻程內(nèi)拐描10個(gè)點(diǎn)(線(xiàn)性?huà)呙?0個(gè)點(diǎn))(列表法掃描5個(gè)點(diǎn))格式:.AC DEC 10 0.1 100MEG )AC OCT 10 ().1 100MEG)AC POI 5 0.1 10 100 lk I MEGAC LIN 1() 0.1 100MEGAC DEC 10 0.1 100MEG SWEEP cload LIN 20 lpf lOpfAC DEC 10 0.1 100MEG SWEEP cload lpf lOpf 0.5pf仿真分析語(yǔ)句.TRAN瞬態(tài)分析(時(shí)間)格式:.TRAN In 100n <UIC>(UIC便IC命令冇效)TRAN In lOOn 50n.
16、IC憐態(tài)分析初始化語(yǔ)句格式:.IC V(l)=l V(2)=2Cl N1 N2 lp IC=1.25it:仿MOS電容的容值時(shí),要么加入.IC諂句,耍么電流源冇一個(gè)變 化,否則仿真結(jié)采錯(cuò)i吳!其他常用語(yǔ)句.PARAM變星定義格式:.PARAM A=1 B=2 +H 為 J Cadence車(chē)Mi的variable.ALTER丄咚用來(lái)進(jìn)t/corner仍罠,需姿加入類(lèi)似下面的語(yǔ)仏J:ALTERUb 4LIB_PATHcsinc lib* ff.ALTERlib TIB PATHZic lib' sFALTERhb LIB_PATUc5inc.lib, fs.ALTERlib I1B_PAT
17、IIzhc lib'瀬.TEMP輸出命令?.PRINT:在輸出的list文件中打卬數(shù)字的分析結(jié)來(lái),如果 .OPTIONS 屮有 POST 則同時(shí)輸出到 post-processor1 卩。.PLOT:在輸出的list文件中打卬低分辨率的曲線(xiàn)(由ASCII字 符組成),如果.OPTIONS中右POST則同時(shí)輸出到post- processor中).GRAPH:朮成川丁打卬機(jī)或PostScript格式的高分辨率曲線(xiàn)。.PROBE:把數(shù)據(jù)輸出到post-processor,而不輸出到list文件。注:*結(jié)點(diǎn)電壓波形會(huì)門(mén)動(dòng)輸出,電流波形盂耍加入該類(lèi)誥 句.常用.PRINT、.PLOT語(yǔ)句和.P
18、ROBE語(yǔ)句格式:.PRINT DC V(3,5) I1(R1).PLOT DC V(3,5) I1(M1)添加模型庫(kù)文件例:.lib E:modeltsmc06bcdmodel-libtt路徑中不能含有中文,否則出錯(cuò)。1JpDidSH宙同8!dsHHspice使用£例子:簡(jiǎn)單跨導(dǎo)放大器分析HSPICE分析舉例偏置電流與功耗、開(kāi)環(huán)增益、GBW與相位裕度、壓擺率、Swing Range、失調(diào)、噪聲、 工藝corner分析、溫度特性分析等V_VpV.VacV VdcRRzvol N0001 rzvCcN_0001vo ccvCL0 vocivCb0 vb10pRbvb vdd100kM
19、U2存在文件 中vol vip N_0002 0 nm L=0. 6u W=12u M=2vdd 0 5Vvin 0 DC 2. 5V AC IV 0vip 0 2. 5VM U5vb vb 0 0nm L=5u W=12u M=1N_0003 N_0003 vdd vdd pm L=2u W=12u M二2 vo vol vdd vdd pm L=0. 6u W=12u M=8N_0003 vin N_0002 0 nm L=0. 6u W=12u M=2 vo vb 0 0 nm L=5u W=12u M=8M_U3 N_0002 vb 0 0 nm L=5u W二 12u M=4M_M2
20、 vol N_0003 vdd vdd pm L=2u W=12u M=2Hspice執(zhí)行網(wǎng)表Ota simulation pro t lib ,LIB_PATHcsmc. libOta simulation pro t lib ,LIB_PATHcsmc. lib* tt unprot Ota simulation pro t lib ,LIB_PATHcsmc. lib1 tt unprot option post probe probe?dcv (vol) v (vo)F 一.op “.<dcfv_vdd 2?45 2. 55 0. 0017"trans 1Ons&quo
21、t; 0. Ins* ac dec 10 lk lOOmeg $ sweep rzv 0 2k 0. 2k para rzv=lk ccv=lp clv=lp inc 'NETLIST_PATHota net' end tt unprot option post be ac v (vol) v (vo) vp (vo) op. de v vdc 2. 48 2. 5 0. 0001* trans 10ns 200ns 20ns 0. Ins ac dec 10 lk lOOmeg $sweej)zv(; 2k ( 2y para rzv=lk ccv=lp c
22、lv=lp inc 'NETLIST一PATH'ota net' end工作點(diǎn)分析工作點(diǎn)分析瀏覽異分析is文件的內(nèi)容prot與.unprot使用將使得其中的內(nèi)容不在lis中出現(xiàn) JlJoper查找,即可找到operating point information這 一段,可看到電路各節(jié)點(diǎn)的電壓、各元件的工作狀態(tài)注意此時(shí)vo=48916、對(duì)尸提供電源的電Jki®V2vp,注意其功耗就是電路功 耗,因此可查得電路功耗為±4ZmW金對(duì)于MOS管,注意齊參量的含義region, id、vgs、 vds、vth、vdsat gm、gmb、gds二、可查得流過(guò) M
23、_U3的偏克電流為149.8UA,并注意到M»3的egion 為 Lin ear粗掃直流掃描直流掃描直流掃描對(duì)VO求導(dǎo)小信號(hào)增益Gain = d(vo)/d(v vdc)simple ota ?irmlationI -II2.462.432.52.522.54Volte T Qin) CV9LTS) - -4f;1 11111 Idvo1111Ik o o1 o5炮2 OLin) (VOLTS)確定精掃打描范圍直流掃描|COyta c<i»»b«K»*6ns 3 va*)ve txcdt Ch).ClearR»tnl qOpu
24、譏g ZxxpWq<n (in r »«j. .* i.nsntfujrM.>C “ “他鍵拖動(dòng)EL ee«( l / ee»M( f鬲席L .HaEws 3 2003. 03(20030100>4»f« *>“On*CXa>l . -ZJderivative誌義結(jié)宋t/u砂邑a函唆罰節(jié)紹H W劃 to tsriftlttti tngS0對(duì)VO求導(dǎo)的操作步驟直流掃描Ota simulation pro t lib ,LIB_PATHcsmc. lib* tt unprot option post prob
25、e精掃.probe<de(vol) v (vo) OD 夕_;:dc;v vdtfj. 48 2. 495 0. 0001;-"trans 10ns"2(TOTiS*2DYis 7)7 Ins* ac dec 10 lk lOOmeg $ sweep rzv 0 2k 0. 2k para rzv=lk ccv=lp clv=lp inc 'NETLIST一PATHota nef end直流掃描對(duì)丁弾益耍求GO,存在對(duì)應(yīng)的輸出swing range,若用小信 號(hào)增益gainAGO作為swing range,則一定滿(mǎn)足增益要求4 2 0 一 (UmI'1
26、'12.48S2.49畑2 X CLiid (VOLTS)A -0亠+Z.4U 2.4UZ 2. 4U4 Z.4U6 2.22 4Z Z 44VftlrX Qia) (WLTS)5Cal例如G0=500,則根據(jù)下圖其swing range s (0.485, 4.29)若取輸出中心電 壓為vdd/2,而令 vo=vdd/2時(shí),口J 測(cè)得此時(shí) v_dc=2.4876V故ota的系統(tǒng)失調(diào):Vos=12.4mV交流掃描Ota simulation pro t lib ,LIB_PATHcsmc. lib* tt unprot option post bedac )v (vo
27、l) v (vo) vp (vo) op ,*. de y vdc 2. 48 2. 495 0. 0001* tr&ns 10ns 200ns 20ns 0. Ins<*ac >dec JO lk 200meg $s veep 廠(chǎng)zv(; 2k(). 2 para(rzv=Jk-ccv«?p- eLw=4p - 表示沒(méi)有補(bǔ)償電阻Rz inc 'NETLIST_PATHota net,-end | 將中的v_vdc值設(shè)為:V_Vdc vip 0 2.4779V交流掃描GBW=99.8MHz相位裕度34.6度苴流small-signal gain10k100
28、klxlOxlOOxFrequency Qox) OlEF.TZ)LOk103klxlOx"qgnu* 3 ar) CMERTZ)100XD弓盍交流掃描gmi為輸入管M_Ui的跨導(dǎo)gm3為笫二級(jí)輸入管M M3的跨導(dǎo)單位增益帶寬GBW三gml/(Cc+CGD3) 主極點(diǎn) Opl =第二極點(diǎn) cdp2 = gm3/(CL+Co)參冬點(diǎn) coz= l/(Cc+CGD3)(gm31-Rz)查看lis文件 可知gm3三2m gml= 0.83mQmib = ° 13m由于零點(diǎn)的作用,相位裕度 從60多度減小至39度!交流掃描交流掃描增加CC到5p時(shí),相 位裕度增加到約59 度,而GBWlA經(jīng)減 小到 24.8MHz! r TTTmff増加Cc, (Dpi向卜移動(dòng), GBW減小相位裕度增加 I-A10k look 1>10x1001P
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