第八讲HSPICE.ppt

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1,第八讲HSPICE网表的语法（续）,2,纲要,3,命令语句,1.直流分析,2.交流分析,3.瞬态分析,4.蒙特卡罗最坏情况分析,5.温度分析,蒙特卡罗（MONTECARLO）分析,4,含义：

在给定的标准差资料的基础上，使用随机数发生器按元件值的概率分布来选择元件值，然后对电路进行模拟分析。

目的：

计算a）：

一定的工艺误差允许范围内的元件值；b）:

一定的元件值下所允许的工艺误差容忍值。

应用预测a）：

元件参数的变化对产品效能的影响；b）：

电路生产的成品率及成本等,蒙特卡罗分析方法,直流工作分析：

.DCMONTE=val直流扫描分析：

.DCvin15.25SWEEPMONTE=val交流扫描分析：

.ACdec1010010megSWEEPMONTE=val瞬态扫描分析：

.TRAN1n10nSWEEPMONTE=val注释：

value：

蒙特卡罗分析中迭代的次数。

一般是30。

5,.TRAN1N10N,SWEEPCx05P1P,元件参数的设定.PARAM,蒙特卡罗分析设定元件参数设定：

均匀分布相对变化：

.PARAMXX=UNIF（NOM_VALUE,REL_VARIATION）绝对变化：

.PARAMXX=AUNIF（NOM_VALUE,ABS_VARIATION）注释：

XX:

变化参数名NOM_VALUE：

参数变化中心值（N）REL_VARIATION：

相对变化值（R）（在N-N*R,N+N*R之间呈均匀分布）ABS_VARIATION：

绝对变化值（A）（在N-A,N+A之间呈均匀分布）multiplier:

重复计算的次数，并储存最大偏离值。

默认为1,6,蒙特卡罗（MONTECARLO）分析,蒙特卡罗分析设定元件参数设定：

高斯分布相对变化：

.PARAMXX=GAUSS（NOM_VALUE,REL_VARIATION,+）绝对变化：

.PARAMXX=AGAUSS（NOM_VALUE,ABS_VARIATION，+,）注释：

XX:

变化参数名NOM_VALUE：

参数变化中心值（N）REL_VARIATION：

相对变化值（R）（在N-N*R,N+N*R之间呈高斯分布）ABS_VARIATION：

绝对变化值（A）（在N-A,N+A之间呈高斯分布）Sigm：

标准差参数（S）。

实际标准差=A/Smultiplier:

重复计算的次数，并储存最大偏离值。

默认为1,7,蒙特卡罗（MONTECARLO）分析,蒙特卡罗分析设定元件参数设定：

随机范围参数分布.PARAMXX=LIMIT（NOM_VALUE,ABS_VARIATION）注释：

XX:

变化参数名NOM_VALUE：

参数变化中心值（N）ABS_VARIATION：

绝对变化值（A）（在N-A,N+A之间呈随机分布）multiplier:

重复计算的次数，并储存最大偏离值。

默认为1,8,9,蒙特卡罗分析举例,例2.6利用HSPICE对R1服从高斯变化时（中心点为100，相对变化值0.2），计算出输出V（1,2）以及I（R2）的变化值。

10,蒙特卡罗分析netlist,Adcrun$titlevs10DC10$circuitdescriptionR113VALUER212100R323100R420100.OPTIONLISTNODE$controloptions.DCMONTE=10.PARAMVALUE=GAUSS（100,0.2）.PRINTDCV（1,2）I（R2）$outputoptions.GRAPHDCV（1,2）.END,Task1:

Monte.sp,11,Montesweepinformation（inmonte.lisfile）,adcrun$title*dctransfercurvestnom=25.000temp=25.000*montecarlo1stsweep*indexvoltagecurrent1r221.000004.012140.1208m2.000003.970939.7093m3.000003.996339.9627m4.000004.004140.0415m5.000003.971039.7097m6.000004.020640.2059m7.000003.966539.6653m8.000004.028940.2888m9.000004.028640.2856m10.000003.971139.7106m,MonteResult,12,V（1,2）变化情况,V（1,2）以4V为中心波动，right？

13,最坏情况分析,方法：

一般取统计分布的/-2或/-3值用sweep扫描来进行。

目的：

调节电路参数，最后以一种符合实际的折衷方法完善电路的设计。

应用：

一般对MOS和双极型集成电路进行参数极端情况的分析,14,命令语句,1.直流分析,2.交流分析,3.瞬态分析,4.蒙特卡罗最坏情况分析,5.温度分析,电路的温度特性,电路温度：

由.TEMP语句设定。

格式：

.TEMPT1T2T3（电路对每个设定温度都模拟一次），注：

若缺省，则电路温度为TNOM（.option设定，若未设定，25）单个元件温度：

这是用DTEMP参数的扩展功能。

指的是元件温度与电路温度的差值模型参考温度：

这个温度由.MODEL语句中的TREF参数决定。

15,举例,16,.TEMP100$电路温度D1N1N2DMODDTEMP=30$二极管D1温度100+30D2NANCDMOD$二极管D2温度100R1NPNN100DTEMP=-30$电阻温度100-30.MODELDMODDIS=1E-1.5VJ=0.6CJA=1.2E-13+CJP=1.3E-14TREF=60.0$模型温度,17,休息一下,1.ALTER语句,2.PARAM语句,4.OPTIONS语句,18,命令语句,3.DATA语句,.ALTER语句,功能：

针对设定的不同参数和数据自动进行更替来进行电路的模拟格式：

circuitstatement.altercircuitstatement注意：

.ALTER语句中不能包.PRINT、.PLOT、.GRAPH或其它任何I/O语句，但可以包含所有用于分析的语句，.DC、.AC、.OP、.TRAN、.FOUR、.DISTO、.PZ、.TF等,19,20,例：

这是一个简单的RC电路，请利用HSPICE分析各个节点的瞬态电压和流过各个元件的电流。

C1两端的初始电压分别为0V和2V。

（第七讲瞬态分析例子）,.ALTER举例.TRAN分析中初始条件作用举例,21,.ALTER模块网表编写,ASIMPLEACRUNR1121KR2201KC120.001UIC=0VV11010AC1PULSE0510N20N20N500N2U.OPTIONSLISTNODEPOST.OP.TRAN10N2U$仿真区域为02us.PRINTTRANV

（1）V

（2）I（R2）I（C1）.ALTERC120.001UIC=2V.END,Task2:

tranrun.sp,22,分析结果,IC=2V,IC=0V,.PARAM语句,23,功能：

用来对HSPICE模拟中的元件和模型所指定的关键字进行赋值，这特别适合要调用不同参数进行模拟以及统计分析（蒙特卡罗分析）等场合，对所赋的任何一个值都模拟一遍。

格式：

.PARAMXX=VALUE,/formula+例：

.PARAMWVAL=15UVDD=5,ExampleofALTERcontainsPARAM,ExampleofALTERcontainsPARAM.OPTIONLISTNODEPOST.TRAN200P20N.PRINTTRANV（IN）V（OUT）M1OUTINVCCVCCPCHL=1UW=WxM2OUTIN00NCHL=1UW=WxVCCVCC05VININ00PULSE.24.82N1N1N5N20NCLOADOUT0Cx.MODELPCHPMOSLEVEL=1.MODELNCHNMOSLEVEL=1.PARAMWx=20UCx=.75p,.ALTER.PARAMWx=20UCx=.50p.ALTER.PARAMWx=20UCx=.25p.ALTER.PARAMWx=20UCx=.10p.ALTER.PARAMWx=10UCx=.10p.ALTER.PARAMWx=5UCx=.10p.END,ExampleofALTERcontainsPARAM,.DATA语句,26,功能：

针对每一个模拟过程期间，那些需要改变的参数提供了一种简便的改变参数并给出数值设置的有效方法应用：

.DATA语句特别适合做数据驱动分析，多参数变化注意：

.DATA语句中可以读入任何数据。

并在一个输出曲线中绘制出调用不同参数进行模拟的结果,27,.DATA语句,一般形式:

.DATADATANMPNAME1+PVALUE1.ENDDATA,注释：

DATANM：

在.TRAN、.DC或.AC语句设定的数据调用名PNAME：

参数名。

PVALUE：

参数值。

.DATA举例,28,.TRAN1n100nSWEEPDATA=devinf.ACDEC101hz10khzSWEEPDATA=devinf.DCTEMP-5512510SWEEPDATA=devinf.DATAdevinfwidthlengththreshcap50u30u1.2v1.2pf25u15u1.0v0.8pf5u2u0.7v0.6pf.ENDDATA,ExampleofDATAastheInnerSweep,ExampleofDATAastheInnerSweepM1OUTINVCCVCCPCHL=1UW=WxM2OUTIN00NCHL=1UW=WxVCCVCC05VININ00PULSE.24.82N1N1N5N20NCLOADOUT0Cx.OPTIONLISTNODEPOST.TRAN200P20NSWEEPDATA=d1.PRINTTRANV（IN）V（OUT）.MODELPCHPMOSLEVEL=1.MODELNCHNMOSLEVEL=1,.DATAd1WxCx20u.50p20u.25p20u.10p10u.10p5u.10p.ENDDATA.END,.paramwx=20ucx=.50p.alter.paramwx=20ucx=.25p.alter.paramwx=20ucx=.10p.alter.paramwx=10ucx=.10p.alter.paramwx=5ucx=.10p.end,.OPTION语句,30,功能：

任选项语句是为了满足用户的需要或特殊的模拟目的，允许用户重新设置程序的参数或/和控制程序的功能格式：

.OPTIONSopt1注释：

1：

对整个程序起作用2：

分为两种类型，无值和有值3：

不同的任选项在语句中可以任意排列,常用的可选项语句,31,更多.OPTIONS语句请参看C:

synopsysHspice_A-2007.09docshspice_cmdref.pdf：

P385-536,32,.OPTIONS运用举例,一个简单的RC电路,ASIMPLEACRUNR1121KR2201KC120.001Uic=0V11010AC1PULSE0510N20N20N500N2U.OPTIONSLISTNODEPOSTACCTOPTS.OP.ACDEC101K100MEG.TRAN10N2U.PRINTTRANV

（1）V

（2）I（R2）I（C1）.alterC120.001Uic=2.END,举例,.OPTIONSLISTNODEPOSTACCTOPTS,33,source,举例,.OPTIONSLISTNODEPOSTACCTOPTS,34,举例,.OPTIONSLISTNODEPOSTACCTOPTS,35,举例,.OPTIONSLISTNODEPOSTACCTOPTS,36,37,课堂总结,今天学到的,蒙特卡罗及最坏情况分析,.ALTER及.PARAM语句的应用,.DATA语句及.OPTIONS语句,