1、(最新整理)第3讲Hspice电路仿真2021/7/261Lec3 HSPICE的使用徐江涛徐江涛电子信息工程学院电子信息工程学院2021/7/262主要内容n3.1 HSPICE的流程与功能n3.2 HSPICE输入与输出n3.3 电路网表n3.4 模型卡n3.5 控制卡n3.6 输出控制n3.7 HSPICE的输出n3.8 Awaves浏览波形2021/7/2633.1 HSPICE的流程与功能n简单电路正向设计的典型流程1.功能定义2.行为设计3.逻辑级电路设计得到由基本逻辑单元组成的电路（数字电路）4.逻辑级仿真（迭代）5.选择合适的工艺库。把各基本功能单元映射至其上；或设计各单元晶体
2、管级电路得到电路级网表2021/7/264Hspice是什么？从设计流程说起6.电路级仿真：验证各单元电路是否具有期望的功能，性能估计。（迭代）7.版图设计、DRC,LVS8.提取版图网表，进行后仿真：验证功能，估计性能。（迭代）Hspice主要应用于电路级仿真、分析。可以辅助调整电路参数。得到功耗、延时等性能估计。2021/7/265Hspice的流程后处理SchematicNetlisterHSPICENetlistHSPICESimulationAnalysisWave DataParameterChangesMetaLib CDFSymbol Library前端功能反标注2021/7/
3、266Hspice有哪些功能？电路级和行为级仿真直流特性分析、灵敏度分析交流特性分析瞬态分析电路优化（优化元件参数）温度特性分析噪声分析傅立叶分析Monte Carlo,最坏情况，参数扫描，数据表扫描功耗、各种电路参数（如H参数、T参数、s参数）等可扩展的性能分析2021/7/267Hspice的样子nHspice是一个在cmd shell窗口中运行的程序，无图形化界面；nHspice的输入网单文件是一个有特定格式的纯文本文件可在任意的文本编辑工具中编辑；nHspice的输出是一系列纯文本文件，根据不同分析要求，输出不同扩展名的文件。如：.lis.mea.dat.smt等。2021/7/268
4、3.2 Hspice的输入与输出文件结构：.title.optionsAnalysis statement.print/.plot/.graph/.probeSources(I or V)netlist.lib.model libraries.end输入文件的标题设置模拟的条件设置扫描变量、设置分析模式 设置输出结果的显示方式设置输入激励电路网表元件库元件模型描述结束语句2021/7/269Hspice的输入网单文件n例（The Star-Hspice netlist for the RC network circuit）：.title A SIMPLE AC RUN.OPTIONS LIST
5、 NODE POST.OP.AC DEC 10 1K 1MEG.PRINT AC V(1)V(2)I(R2)I(C1)V1 1 0 10 AC 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 2 0.001U.END2021/7/2610Hspice的输出n输出文件：一系列文本文件n输出列表.lis或由用户自己定义 瞬态分析结果.tr#+n瞬态分析测量结果.mt#直流分析结果.sw#+n直流分析测量结果.ms#交流分析结果.ac#+n交流分析测量结果.ma#硬拷贝图形数据.gr#+n数字输出.a2d FFT分析图形数据.ft#+n子电路交叉列表.pa#输出状态.st#n工作点节点电压（初始条件）.
6、icn#：代表扫描分析序号或者硬拷贝文件序号，一般从0 开始。n+：表示在用.POST语句产生图形数据后该文件才被确立。n+：表示该文件需要一个.GRAPH 语句或有一个针对meta.cfg 文件中存在的n文件的地址计数器。该文件在HSPICE的PC 版中不产生。n+：表示只有当应用了.FFT语句后该文件才被确立。nMetaWave(avanwaves)：观察波形(post-processor),人机交互界面2021/7/26113.3电路网表n.TITLE 语句.TITLE 或者：如果是第二种形式，字符串应该是输入文件的首行；如果一个HSPICE语句出现在文件的首行，则它将被认为是标题而不被
7、执行。n.END 语句 .END 在.END语句之后的文本将被当作注释而对模拟没有影响。2021/7/2612Hspice的输入网单文件n网表：网表是描述电路元件和连接关系的部分，首先对电路的结点进行标记，不同结点起不同的名字。再说明各个元件的引脚连接到哪个结点及元件的类型和模型。一般格式为：名称 器件的类型 器件所连接的节点 参数值例：V1 1 0 10 AC 1R1 1 2 1KR2 2 0 1KC1 2 0.001U2021/7/2613Hspice的输入网单文件n输入行格式输入网表文件不能是压缩格式；文件名、语句、等式的长度不能超过256字符；上标和下标将被忽略；用加号（+）表示续行，
8、此时加号应该是新续之行的第一个非数字、非空格字符；星号（*）和美圆符号（$）可以引出注释行，但*必须是每行第一个字母，而$一般跟在一个语句后，并与语句有至少一个空格。2021/7/2614Hspice的输入网单文件n分隔符包括：tab键，空格，逗号，等号，括号元件的属性由冒号分隔，例如 M1:beta级别由句号指示，例如 X1.A1.V 表示电路X1的子电路A1的节点V n常量：nM毫，p皮，n纳，u微，MEG兆,例如c1 1 2 10pF；n单位可以省略，例如c1 1 2 10p2021/7/2615电路网表元件名:元件名以元件的关键字母开头:电阻R，电容C 子电路的名字以“X”开头 元件名
9、不超过16个字符节点:节点名长度不超过16个字符，可以包括句号和扩展名 开始的零将被忽略：节点名可以用下列符号开始：#_!%节点可以通过.GLOBAL语句定义成跨越所有子电路的全局节点：.GLOBAL node1 node2 node3 node1 node2 node3都是全局节点，例如电源和时钟名 节点0，GND,GND!,GROUND 都指全局的地电位节点元件语句：名称 器件的类型 器件所连接的节点 参数值2021/7/2616电路网表n无源器件：n电阻：Rxxx n1 n2 resistance 电阻值可以是表达式。例：Rterm input gnd R=sqrt(HERTZ)Rxxx
10、 9 8 1 AC=1e10 直流电阻1欧姆，交流电阻为1e10欧姆2021/7/2617电路网表n无源器件：n电容：一般形式：一般形式：Cxxx n1 n2 capacitance 例，Cload driver output 1.0e-6。2021/7/2618电路网表n无源器件：n电感：n一般形式：一般形式：Lxxx n1 n2 inductance2021/7/2619电路网表n有源器件：n二极管：Dxxx nplus nminus mname/params模型中的寄生电阻串联在正极端。n双极型晶体管：Qxxx nc nb ne mnamenJFET：Jxxx nd ng ns mnam
11、e2021/7/2620电路网表n有源器件：nMOSFET:Mxxx nd ng ns mname OrMxxx nd ng ns mname 下面是一个CMOS反相器网表：Mn out in 0 0 NMOS W=1.2u L=1.2uMp out in vdd vdd PMOS W=3u L=1.2u2021/7/2621电路网表子电路语句 子电路定义开始语句 .SUBCKT SUBNAM 其中，SUBNAM为子电路名，node1为子电路外部节点号，不能为零。子电路中的节点号（除接地点），器件名，模型的说明均是局部量，可以和外部的相同。例.SUBCKT OPAMP 1 2 3 42021/
12、7/2622电路网表子电路语句 子电路终止语句 .ENDS 若后有子电路名，表示该子电路定义结束；若没有，表示所有子电路定义结束。例.ENDS OPAMP 子电路调用语句 X*SUBNAM 例.X1 2 4 17 3 1 MULT12021/7/2623子电路使用举例下面是由前面举例的CMOS反相器组成的三级反相器链网表：.global vdd.SUBCKT INV IN OUT wn=1.2u wp=1.2uMn out in 0 0 NMOS W=wn L=1.2uMp out in vdd vdd PMOS W=wp L=1.2u.ENDSX1 IN 1 INV WN=1.2U WP=3
13、UX2 1 2 INV WN=1.2U WP=3UX3 2 OUT INV WN=1.2U WP=3UCL OUT 0 1PFVCC VDD 0 5V2021/7/2624电路网表n激励源：n独立源：电压源V，电流源IVxxx/Ixxx n+n-dcval AC=acmag,+例，V1 1 0 DC=5V或 V1 1 0 5VI1 1 0 DC=5mA 或 I1 1 0 5mA交流模式：V1 1 0 AC=10V,90 幅度为10v，相位为90度交直流模式：V1 1 0 0.5v AC=10V,90 直流分量是0.5vorVxxx/Iyyy n+n-+tranfun：EXP,PULSE,PWL
14、。表示并联的电流源电流源个数。2021/7/2625电路网表n激励源：n独立源：n脉冲形式：Vxxx n+n-PU v1 v2 td tr tf pw V1值1V2值2td上升延迟时间tr上升时间tf下降时间pw脉冲宽度per周期2021/7/2626脉冲形式举例例：VPU 3 0 PULSE(1 2 5N 5N 5N 20N 50N)2021/7/2627电路网表n激励源：n独立源：n正弦形式：Vxxx n+n-SIN vo va freq td q v0失调值va幅度freq频率td延迟时间q阻尼因子相位2021/7/2628电路网表Time=0tdv0+vasin(2/360+Time）
15、Time=td瞬态分析的结束时间vo va Exp-(Time-td)Sin2 freq(Time-td)+/360得到的波形：2021/7/2629正弦形式举例例：VIN 3 0 SIN(0 1 100MEG 1NS 1e10)2021/7/2630电路网表n激励源：n独立源：n逐段线性形式：pwl t1 v1 R +vi是ti时刻的值，repeat 是开始重复的起始点；delay是延迟时间。n指数形式：EXP v1 v2 td1 t1 td2 V1是初始值，v2是峰值，td1是上升延迟时间，t1是上升时间常数，t2是下降时间常数。2021/7/26312021/7/2632完整的网表部分举
16、例前面反相器链的网表：.SUBCKT INV IN OUT wn=1.2u wp=1.2uMn out in 0 0 NMOS W=wn L=1.2uMp out in vdd vdd PMOS W=wp L=1.2u.ENDSX1 IN 1 INV WN=1.2U WP=3UX2 12INV WN=1.2U WP=3UX3 2OUTINV WN=1.2U WP=3UCL OUT 01PFVCCVDD 0 5VVININ 0 PULSE(0 5V 10NS 1N 1N 50N 100N)2021/7/26333.4 模型卡n模型卡中列出了一系列元件的类型，并给出了各类型元器件的有关参数，对于不
17、同类型的元件，参数的集合有不同的内容。n一个模型对应于一类元件，不同的元件可以对应同一模型，其中各元件间的参数值可能不同，但参数集是一样的，一般值相同的参数的值在模型说明中给出。n模型卡的语句是一条条.MODEL引导的模型说明语句。每个模型有一个名字。2021/7/2634模型卡n电阻模型（wire RC）：.MODEL 模型名 R keyword=valueNOISE，RX:热噪声参数，inrSQRT(NOISE4KT/R),噪声n电容模型：.MODEL 模型名 C parameter=value22RXinr 2021/7/26352021/7/2636模型卡有源器件的模型说明都有一个LE
18、VEL参数，不同的LEVEL对应不同的模型参数集。n二极管模型：包括齐纳二极管、Schottky、硅扩散结.MODEL 模型名 D .nnongeometric junction diode：LEVEL1电阻、电容、电流参数例：.MODEL D D(CO=2PF,RS=1,IS=1P).MODEL DFOWLER D(LEVEL=2,TOX=100,JF=1E-10,EF=1E8).MODEL DGEO D(LEVEL=3,JS=1E-4,JSW=1E-8)ngeometric junction diode：芯片中的二极管（LEVEL3）金属、多晶层的几何参数模型说明中涉及的参数需与模型说明中
19、涉及的参数需与.OPTIONS.OPTIONS的设置相配合：的设置相配合：2021/7/2637模型卡nMOS模型：.MODEL 模型名 PMOS .MODEL 模型名 NMOS LEVEL=1 常用于数字电路，精度低、速度快LEVEL=2 耗尽型MOSFETLEVEL=13,39,49模拟电路，精度高、速度慢2021/7/2638MOSFET模型说明举例例：1.2um CMOS工艺MOS管SPICE模型：.MODEL NMOS NMOS LEVEL=2 LD=0.15U TOX=200.0E-10 VTO=0.74 KP=8.0E-05+NSUB=5.37E+15 GAMMA=0.54 PH
20、I=0.6 U0=656 UEXP=0.157 UCRIT=31444+DELTA=2.34 VMAX=55261 XJ=0.25U LAMBDA=0.037 NFS=1E+12 NEFF=1.001+NSS=1E+11 TPG=1.0 RSH=70.00 PB=0.58+CGDO=4.3E-10 CGSO=4.3E-10 CJ=0.0003 MJ=0.66 CJSW=8.0E-10 MJSW=0.24.MODEL PMOS PMOS LEVEL=2 LD=0.15U TOX=200.0E-10 VTO=-0.74 KP=2.7E-05+NSUB=4.33E+15 GAMMA=0.58 PHI
21、=0.6 U0=262 UEXP=0.324 UCRIT=65720+DELTA=1.79 VMAX=25694 XJ=0.25U LAMBDA=0.061 NFS=1E+12 NEFF=1.001+NSS=1E+11 TPG=-1.0 RSH=121.00 PB=0.64+CGDO=4.3E-10 CGSO=4.3E-10 CJ=0.0005 MJ=0.51 CJSW=1.35E-10 MJSW=0.242021/7/2639模型卡BJTBJT模型：.MODEL mname NPN .or.MODEL mname PNP .模型参数中一般包括LEVEL，说明哪种模型，不同级的模型有不同的模型
22、参数集。2021/7/2640BJT模型说明举例：.MODEL NPN NPN BF=100 BR=1 IS=1.E-17 VAF=50+TF=10E-12 TR=5E-9 IKF=2E-2 IKR=0.5+RE=0 RC=75 RB=120+CJE=20E-15 VJE=0.8 MJE=0.5 CJC=22E-15 VJC=0.7+MJC=0.33 CJS=47E-15 VJS=0.7 MJS=0.332021/7/26413.5 控制卡n控制卡是hspice输入文件的命令部分，告诉hspice要进行哪些操作和运算，并给出相关的参数如分析方式、输出的变量等。n其内容主要包括选项语句（.OPT
23、IONS)、分析命令语句、输出控制语句几类。这些语句格式的共同特点是都由保留字引导，后面更随相应的参数，在保留字前要加“.”2021/7/2642控制卡nLIB 语句：.lib filename entryname 该语句根据文件路径和文件名来调用一个库文件，一般该文件包含器件模型。例 .lib MODELS cmos1 MODELS文件：.MODEL CMOS1 nmos n.INCUDE语句:引用一个文件，被引用的文件置于引用文件前。例：LNA.include“me98xxxx/model.sp“2021/7/2643直流分析仿真流程2021/7/2644控制卡直流分析n.OP：直流工作点
24、分析会在输出文件中列出一些直流参数和各结点的工作点电压与支路电流、静态功耗。2021/7/2645控制卡直流分析n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n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2021/7/2646控制卡直流分析n.DC 语句具体格式取决于实际应用需要，下面给出了一些应用格式：(1)直流扫描或直流参数化扫描.DC var1 START=start1 STOP=stop1 STEP=incr1或.DC var1 START=STOP=+STEP
25、=或.DC var1 start1 stop1 incr1.DC var1 start1 stop1 incr1 n例：.DC xval 1k 10k.5k SWEEP TEMP LIN 5 25 125.DC TEMP POI 5 0 30 50 100 125对前面反相器链的直流特性扫描：VIN IN 0.DC VIN 0 5V 0.1V（从0v到5v，步长0.1v）2021/7/2647直流分析举例例：分析反相器链的直流传输特性和工作点.global vdd.SUBCKT INV IN OUT wn=1.2u wp=1.2u.ENDSX1 IN 1INV WN=1.2U WP=3UX2
26、12INV WN=1.2U WP=3UX3 2OUTINV WN=1.2U WP=3UCL OUT01PFVCCVDD 0 5VVININ 0.DC VIN 0 5V 0.1V.OP.END2021/7/2648在Metawave中输出的直流传输特性曲线2021/7/2649控制卡直流分析n小信号灵敏度分析：.SENS ov1 Ov1,ov2是做灵敏度分析的支路电流或节点电压。计算给出输出变量对于每个电路参数的偏导，并做归一化。同一输出变量对所有电路参数的灵敏度和为100n小信号转移函数：.TF ov srcnamov是输出变量，srcnam是输入源。*.TF V(5,3)VIN 计算V(5,
27、3)/VIN 2021/7/2650瞬态分析仿真流程2021/7/2651n瞬态分析是与时间有关的电路特性分析。HSPICE 在进行瞬态分析时首先执行直流工作点分析，并以此为初始条件开始进行瞬态分析，除非在.TRAN 语句中也包含了UIC 参数，则.TRAN 语句进行瞬态分析时，从.IC 语句中规定的节点电压开始进行。n值得注意的是，对于振荡器电路或带有反馈的电路，因为其没有稳态工作点，所以在瞬态分析时，必须把反馈回路打断，这样瞬态分析开始前才能进行直流工作点计算。2021/7/2652控制卡瞬态分析n一般分析:.TRAN var1 START=start1 STOP=stop1 STEP=i
28、ncr1or.TRAN tincr1 tstop1+起始时刻和步长都指的是输出打印的时刻点，计算的时间步长起始时刻和步长都指的是输出打印的时刻点，计算的时间步长由由hspicehspice自己决定。自己决定。UICUIC参数表示使用参数表示使用.IC.IC语句指定的节点初语句指定的节点初始值。始值。例：.TRAN.1NS 25NS 1NS 40NS START=10NS025ns，步长0.1ns,25ns-40ns,步长1ns;从10ns开始输出结果。.TRAN 1NS 100NS$以0.1ns的步长输出到100ns2021/7/2653控制卡瞬态分析n傅立叶分析是瞬态分析的一部分，HSPIC
29、E 在tstopfperiod 到tstop 的时间间隔内进行傅立叶分析，tstop 就是.TRAN 语句中的终止时间，而fperiod是傅立叶分析的基频。n傅立叶分析时不是所有的瞬态结果都要用到，只用到瞬态分析分析终止时间TSTOP 之前的基频的一个周期。傅立叶分析时间是TSTOP(TSTOP1/fperiod)=1/fperiod，就是说，瞬态分析至少要持续 1/fperiod。傅立叶分析能够得到基频、DC 分量和第2 到第9 次谐波（交流分量）。2021/7/2654控制卡瞬态分析nFourierFourier分析：分析：.FOUR freq ov1 Freq基频，ov1、ov2输出变量
30、CMOS INVERTERM1 2 1 0 0 NMOS W=20U L=5UM2 2 1 3 3 PMOS W=40U L=5UVDD 3 0 5VIN 1 0 SIN 2.5 2.5 20MEG.MODEL NMOS NMOS LEVEL=3 CGDO=.2N CGSO=.2N CGBO=2N.MODEL PMOS PMOS LEVEL=3 CGDO=.2N CGSO=.2N CGBO=2N.OP.TRAN 1N 100N.FOUR 20MEG V(2).PRINT TRAN V(2)V(1).END2021/7/2655输出文件傅立叶分析结果部分：fourier components o
31、f transient response v(2)dc component=2.430D+00harmonic frequency fourier normalized phase normalizedno(hz)component component(deg)phase(deg)1 20.0000 x 3.0462 1.0000 176.5386 0.2 40.0000 x 115.7006m 37.9817m-106.2672-282.80573 60.0000 x 753.0446m 247.2061m 170.7288 -5.80984 80.0000 x 77.8910m 25.56
32、97m-125.9511-302.48975 100.0000 x 296.5549m 97.3517m 164.5430-11.99566 120.0000 x 50.0994m 16.4464m-148.1115 324.65017 140.0000 x 125.2127m 41.1043m 157.7399-18.79878 160.0000 x 25.6916m 8.4339m 172.9579 -3.58079 180.0000 x 47.7347m 15.6701m 154.1858-22.3528total harmonic distortion=27.3791 percent2
33、021/7/2656控制卡交流分析n.AC:n一般频域扫描一般频域扫描：.AC type np fstart fstop or.AC type np fstart fstop or.AC var1 START=start1 STOP=stop1 STEP=incr1例：.AC DEC 10 1K 100MEG 1kHz-100MHz,每10倍频10个采样点。2021/7/2657低通滤波器频率响应举例.title ac sweep example.OPTIONS POSTR1 in 1 5C1 1 0 500pFV1 IN 0 0 AC=10V,37.AC OCT 10 1 100MEG.PR
34、INT ac V(1).END2021/7/2658控制卡交流分析n噪声分析：用来计算各个器件的噪声对输出节点的影响并给出其均方根并输出，可完成.AC语句规定的各频率的计算，应在.AC分析之后。.NOISE ovv srcnam interOvv输出变量，srcnam输入源，inter频率间隔例：.title ac sweep example.OPTIONS POSTR1 in 1 5C1 1 0 500pfV1 IN 0 0 AC=10V,37.AC OCT 10 1 100MEG.noise v(1)v1 20分析1点电压的噪声情况，噪声源为V1端口.END2021/7/2659Lis文件
35、中输出的噪声分析结果1*Star-HSPICE-1999.4 (19991220)22:12:12 04/16/2002 pcnt *.title ac sweep example *noise analysis tnom=25.000 temp=25.000 *frequency=1.0000 hz*resistor squared noise voltages(sq v/hz)element 0:r1 total 8.233e-20 rx 5.0000 *total output noise voltage =8.233e-20 sq v/hz =286.9260p v/rt hz tra
36、nsfer function value:v(1)/v1 =1.0000 equivalent input noise at v1 =286.9260p/rt hz*the results of the sqrt of integral(v*2/freq)from fstart upto 1.0000 hz.using more freq points results in more accurate total noise values.*total output noise voltage =0.volts*total equivalent input noise=0.2021/7/266
37、0参数扫描1.要定义扫描的参数；2.在电路中引用参数；3.给出参数取值列表（DATA)；4.在分析语句中加入DATA=datanam，指定参数对应的数值表。2021/7/2661参数扫描举例.title ac sweep example.OPTIONS POST.param cv=500pfR1 in 1 5C1 1 0 cvV1 IN 0 0 AC=10V,37.data cv_tablecv300p500p1n.enddata.AC OCT 10 1 100MEG sweep data=cv_table*.PRINT ac V(1).END2021/7/2662控制卡n温度分析：n与直流或
38、瞬态分析等命令结合使用：例如对反相器链瞬态特性的温度扫描：VIN IN 0 PULSE(0 5V 10NS 1N 1N 50N 100N).TRAN 1N 200N sweep temp 0 125 20.PRINT V(OUT).END曲线如右：n.TEMP t1 t2：会产生一系列的瞬态分析文件：tr0,tr1.,在metawave中对应不同的分析。2021/7/2663控制卡n初始化：.IC var1=val1 进行含有双稳态电路的模拟时往往要用.IC语句。2021/7/2664控制卡n.OPTIONS:该语句允许用户重新设置程序的参数或控制程序的功能。常用的一些如下：node:列出个节
39、点的元件端点，便于查错；post:使输出数据可以使用 MetaWaves 浏览(即将数据输出到post processor；list:列出元件列表；MEASDGT：.MEASURE语句输出的有效数字位数例：.option post probe$MetaWaves只观察.probe语句输出的变量。2021/7/26653.6 输出控制n输出语句：n.PRINT:.PRINT:在输出的list文件中打印数字的分析结果，如果.OPTIONS中有POST则同时输出到post-processor中。n.PLOT:.PLOT:在输出的list文件中打印低分辨率的曲线（由ASCII字符组成）,如果.OPTI
40、ONS中有POST则同时输出到post-processor中。n.GRAPH.GRAPH：生成用于打印机或PostScript格式的高分辨率曲线。n.PROBE:.PROBE:把数据输出到post-processor，而不输出到list文件。n.MEASURE:.MEASURE:输出用户定义的分析结果到mt0文件，如果.OPTIONS中有POST则同时输出到post-processor中。n.OP,.TF,.NOISE,.SENS.OP,.TF,.NOISE,.SENS和和.FOUR.FOUR都提供直接输出功能。2021/7/2666输出控制n.PRINT.PRINT：.PRINT antyp
41、e ov1 AntypeAC/DC/TRAN；Ovi：输出变量，可以有以下形式：V（1）节点1的电平，v（1，2）1、2间的电压，V（R1）电阻R1的电压；VM（1）v1的幅值，VR（1）v1的实部，VI（1）v1的虚部，VP（1）v1的相位，VDB（1）v1的分贝值；（电流与以上类似）；INOISE,ONOISE;2021/7/2667输出控制n.PLOT:.PLOT:.PLOT antype ov1 +(plo1,phi1)ov1绘图的上下限。n.PROBE:.PROBE:.PROBE antype ov1 *元件电流引用：元件电流引用：BJT:I1(Qx)-Ic，I2（Qx)-Ib,I3
42、(Qx)-Ie,I4(Qx)-衬底电流；MOS:I1(Mx)-Id,I2(Mx)-Ig,I3(Mx)-Is,I4(Mx)-衬底电流。2021/7/2668几个输出语句例子n.PRINT ac V(1)n.TRAN 1N 200N.PROBE V(OUT)n.NOISE v(out)vin 10.print noise onoise inoisen.NET V(8)VIN RIN=50 ROUT=50（二端口网络定义）.PLOT AC ZIN(R)ZIN(P)zout(r)zout(i).print im(rd).PRINT AC S11(DB)S21(m)S22(DB)2021/7/26693
43、.7 Hspice的输出n.MEASURE:.MEASURE:n包括以下测量模式：nRise,fall,and delaynFind-whennEquation evaluationnAverage,RMS,min,max,and peak-to-peaknIntegral evaluationnDerivative evaluationnRelative errorn.MEASURE result TRIG TARG 2021/7/2670输出控制n.MEASURE:nRise，Fall，Delay模式：.MEASURE result TRIG TARG Result测量结果的名字，TRIG
44、 TARG 起始中止（依分析内容不同可是时刻、频率）2021/7/2671输出控制n.MEASURE:-TRIG和TARG的格式 TRIG trig_var VAL=trig_val +或 TRIG AT=val TARG targ_var VAL=targ_val +trig_var和targ_var指定引发变量；val指出上升、下降、或反转的临界点；time_delay指出开始测量时跳过的时间量；CROSS,RISE,FALL分别指出开始触发的次数；LAST说明到最后一次；例.meas tran tdlay trig v(1)val=2.5 td=10n rise=2+targ v(2)v
45、al=2.5 fall=22021/7/2672计算反相器链电路的延迟时间.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER CHAIN.INCLUDE models.spX1 IN 1 INV WN=1.2U WP=3UX2 12INV WN=1.2U WP=3UX3 2OUTINV WN=1.2U WP=3UCL OUT 01PFVCCVDD 0 5VVININ 0 PULSE(0 5V 10NS 1N 1N 50N 100N).TRAN 1N 200N.measure tran tdelay trig v(in)val=2.5 td=8ns rise=1+targ v(out)val=
46、2.5 td=9n fall=1.END2021/7/2673测量结果输出的Chain.mt0文件：$DATA1 SOURCE=HSPICE VERSION=1999.4.TITLE.title 1.2um cmos inverter chain tdelay temper alter#9.121e-09 25.0000 1.0000延迟延迟9.121ns2021/7/2674Hspice的输出n.MEASURE:nFindWhen模式：.MEASURE result 条件 +条件：WHEN out_var=val或WHEN out_var1=out_var2或 FIND out_var1 W
47、HEN out_var2=val或FIND out_var1 WHEN out_var2=out_var32021/7/2675.measure语句例二若在控制卡中加如下一句：.measure tran ttrans when v(out)=4.5v求输出电压降到4.5v的时刻，则输出文件chain.mt0如下：$DATA1 SOURCE=HSPICE VERSION=1999.4.TITLE.title 1.2um cmos inverter chain tdelay ttrans temper alter#9.121e-09 1.262e-08 25.0000 1.00002021/7/2
48、676求元件功耗n一般形式.print/plot P(element)power 其中，power 关键词用来计算整个电路的功率。例 .print tran P(M1)P(Vin)P(Cload)Power*这里只计算瞬态分析或直流分析中的瞬时功耗或静态功耗。使用measure语句：.measure tran p_ AVG POWER from=0n to=100ns tdelay p_ temper alter#9.121e-09 2.653e-04 25.0000 1.0000 2021/7/26773.8 使用 Awaves 浏览波形HSPICE分析结果的浏览2021/7/2678Hsp
49、ice Graphic Tools:Awaves2021/7/2679Awaves-Open Design2021/7/2680Awaves-Result Browser2021/7/2681Awaves-Measurement2021/7/2682Awaves-Multiple Panels2021/7/2683Awaves-View Port Management2021/7/2684Awaves-Expressions2021/7/2685一个完整例子：缓冲驱动器分析HSPICE分析举例2021/7/2686准备模型文件n选用1.2um CMOS工艺level II模型(Models.s
50、p).MODEL NMOS NMOS LEVEL=2 LD=0.15U TOX=200.0E-10 VTO=0.74 KP=8.0E-05+NSUB=5.37E+15 GAMMA=0.54 PHI=0.6 U0=656 UEXP=0.157 UCRIT=31444+DELTA=2.34 VMAX=55261 XJ=0.25U LAMBDA=0.037 NFS=1E+12 NEFF=1.001+NSS=1E+11 TPG=1.0 RSH=70.00 PB=0.58+CGDO=4.3E-10 CGSO=4.3E-10 CJ=0.0003 MJ=0.66 CJSW=8.0E-10 MJSW=0.24
