asic课程设计报告三输入与非门的设计与hspice仿真文档格式.docx

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尤其是HSPICE，其在工业领域的应用非常广泛，就是因为其具有很好的收敛性，能够支持最新的器件以及互连模型，同事还提供了大量的增强功能来评估和优化电路。

PSPICE也是一个商业版本，但是其有面向学生的限制性免费版本。

本章所有实例使用的都是HSPICE，这些实例在平台版本的SPICE中可能不能正常运行。

虽然各种SPICE模拟器的细节随着版本和操作平台的不同而各不相同，但是所有版本的SPICE都是这样工作的：

读入一个输入文件，生产一个包括模拟结果、警告信息和错误信息的列表文件。

因为以前输入文件经常是以打孔卡片盒的方式提供给主机的，所以人们常常称输入文件为SPICE“卡片盒（deck）”，输入文件中的每一行都是一张“卡片”。

输入文件包含一个由各种组件和节点组成的网表。

当然输入文件也包含了一些模拟选项、分析指令以及器件模型。

网吧可以通过手工的方式输入，也可以从电路图或者CAD工具的版图（layout）中提取。

一个好的SPICE“卡片盒”就好像是一段好的软件代码，必须具有良好的可读性、可维护性以及可重用性。

适当地插入一些注释和空白间隔有助于提高“卡片盒”的可读性。

一般情况下，书写SPICE“卡片盒”的最7

好方法就是：

先找一个功能完备、正确的“卡片盒”范例，然后在此基础上对其进行修改。

2、输入网表文件（*.sp）

Hspice读入一个输入网表文件，并将模拟结果存在一个输出列表文件或图形数据文件中，输入文件<

*.sp>

包含以下内容：

（1）电路网表（子电路和宏、电源等）

（2）声明所要使用的库

（3）说明要进行的分析

（4）说明所要求的输出

输入网表文件和库文件可以由原理图的网表生成器或文本编辑器产生。

输入网表文件中的第一行必须是标题行，并且.ALTER辅助模型只能出现在文件最后的.END语句之前，除此之外，其它语句可以按任意顺序排列。

三．设计步骤

1、写网表文件

在文本文档中写出Hspice软件所要求的网表文件，并另存为*.sp文件。

网表文件如下所示：

*SimulationnetlistandstimulusVCCVCCGNDDC2.5 *接地

vssvssgnddc0 *在vss和gnd之间加上2.5v直流电压

*以下为分段线性源，分别表示在a,b,c节点与gnd之间所加电压随时间的变化

vaaGNDpwl（002.9n03n2.55.9n2.56n08.9n09n2.511.9n

2.512n014.9n015n2.517.9n2.518n0）

vbbgndpwl（004.9n05n2.59.9n2.510n014.9n015n2.5）

VCCGndpwl（006.9n07n2.513.9n2.514n0）

*以下六行为电路连接关系描述语句

*模型语句，MXXXNDNGNSNBMNAME<

W=VAL>

<

L=VAL>

管子类型为

PMOS，M为元件名称，ND、NG、NS、NB分别是漏、栅、源和衬底节点。

pmos是模型名，L沟道长，W为沟道宽。

M1yavccvccpmosw=3ul=0.25u

M2ybvccvccpmosw=3ul=0.25u

M3ycvccvccpmosw=3ul=0.25u

*模型语句，管子类型为NMOS

M4yaa2vssnmosw=1ul=0.25uM5a2bb2vssnmosw=1ul=0.25uM6b2cvssvssnmosw=1ul=0.25u

*stimulus

.tran1p20n *瞬态分析步长为1ps，时间为20ns

.printtranv（A）v（B）v（C）v（Y） *输出A,B,C,Y节点的节点电压值

*以下为库文件

***************************************************************

* *

* 2.5VNORMALDEVICESLIB *

*****************CORNER_LIBOFTYPICALMODEL

****************************

.paramtoxp=5.8e-9toxn=5.8e-9

+dxl=0dxw=0

+dvthn=0dvthp=0

+cjn=2.024128E-3 cjp=1.931092e-3

+cjswn=2.751528E-10 cjswp=2.232277e-10

+cgon= 3.11E-10cgop=2.68e-10

+cjgaten=2.135064E-10cjgatep=1.607088e-10

+hdifn=3.1e-07hdifp=3.1e-7

* NMOSDEVICESMODEL *

.MODELnmos NMOS （

+LEVEL =49 TNOM =25 XL ='

3E-8+dxl'

+XW

=

'

0+dxw'

VERSION=

3.1

TOX

toxn

+CALCACM

SFVTFLAG=

VFBFLAG

+XJ

1E-07

NCH =

2.354946E+17

LLN

+LWN

WLN =

WWN

+LINT

1.76E-08

WINT =

6.75E-09

MOBMOD

+BINUNIT

2

DWG =

DWB

+VTH0 ='

0.4321336+dvthn'

LVTH0 =2.081814E-08 WVTH0 =

-5.470342E-11

+PVTH0 =-6.721795E-16 K1 =0.3281252 LK1 =9.238362E-08

+WK1

=2.878255E-08

PK1

-2.426481E-14

K2

0.0402824

+LK2

=-3.208392E-08

WK2

-1.154091E-08

PK2

9.192045E-15

+K3

DVT0

DVT1

+DVT2

DVT0W

DVT1W

+DVT2W

NLX

W0

+K3B

VSAT

7.586954E+04

LVSAT

3.094656E-03

+WVSAT =-1.747416E-03 PVSAT =8.820956E-10 UA =8.924498E-10

+LUA =-1.511745E-16 WUA =-3.509821E-17 PUA =-3.08778E-23

+UB =8.928832E-21 LUB =-1.655745E-27 WUB =-2.03282E-27

+PUB =3.4578E-34 UC =-1.364265E-11 LUC =1.170473E-17

+WUC

447.8871

+PRWB

-1.256705E-18

PUC

PRWG

-6.249644E-24

RDSW

WR

0.99

+U0

0.06005258

LU0

-6.31976E-09

WU0

-

8.819531E-09

+PU0 =3.57209E-15 A0 =-1.468837 LA0 =6.419548E-07

+WA0 =5.512414E-07 PA0 =-9.222928E-14 KETA =-0.04922795

+LKETA =2.360844E-08 WKETA =1.560385E-08 PKETA =-5.98377E-15

+A1

=0.02659908

LA1

-6.511454E-09

A2

+AGS

=-4.01637

LAGS

1.090294E-06

WAGS

1.162021E-06

+PAGS

=-3.108579E-13

B0

B1

+VOFF

=-0.1829426

LVOFF

9.941631E-09

WVOFF

1.568082E-08

+PVOFF =-2.832958E-15 NFACTOR=0.6790636 LNFACTOR=3.454948E-08

+WNFACTOR=1.501016E-07

2.218499E-04

+LCIT =-1.076934E-10

PNFACTOR=

WCIT =

-2.955591E-14

-3.286884E-10

CIT

PCIT

+CDSC

=0

CDSCB

CDSCD

+ETA0

=1.215578E-04

LETA0

-1.037758E-11

WETA0

1.658928E-16

3.030225E-11

+PETA0 =1.529658E-17 ETAB =3.548681E-03 LETAB =-1.791374E-09

+WETAB =-6.897268E-10 PETAB =3.481742E-16 DSUB =0

+PCLM =3.583838 LPCLM =-6.874146E-07 WPCLM =5.664574E-08

+PPCLM =-1.33176E-15 PDIBLC1=0 PDIBLC2=5.379674E-03

+LPDIBLC2=7.808481E-09 WPDIBLC2=5.516945E-10 PPDIBLC2=-2.784957E-16

+PDIBLCB=-0.1229374 LPDIBLCB=4.956215E-08 WPDIBLCB=3.299946E-08

+PPDIBLCB=-9.624918E-15 DROUT =0 PSCBE1 =4.472639E+08

+LPSCBE1=28.64041 WPSCBE1=15.7154 PPSCBE1=-7.933138E-06

+PSCBE2 =1.842585E-06 LPSCBE2=2.871008E-12 WPSCBE2=2.579183E-12

+PPSCBE2=-1.301972E-18 PVAG =-2.015254E-03 LPVAG =1.017757E-09

+WPVAG =3.07622E-10 PPVAG =-1.55418E-16 DELTA =-0.02862256

+LDELTA =1.492454E-08 WDELTA =-6.71663E-09 PDELTA =3.407521E-15

+ALPHA0 =0 BETA0 =30 KT1 =-0.2579945

+LKT1 =-1.664895E-08 WKT1 =-1.633463E-08 PKT1 =3.755864E-15

+KT2 =-0.05347481 LKT2 =8.244731E-09 WKT2 =1.13705E-09

+PKT2 =-1.240924E-15 AT =-1.132632E+04 LAT =6.469047E-03

+WAT =6.829220E-04 PAT =-4.154249E-10 UTE =-2.309089

+LUTE =1.662427E-07 WUTE =1.244801E-07 PUTE =-5.627924E-14

+UA1 =-3.461758E-10 LUA1 =1.747495E-16 WUA1 =-1.42065E-16

+PUA1 =7.171442E-23 UB1 =0 UC1 =-2.38157E-12

+LUC1 =-2.895726E-18 WUC1 =-1.990052E-17 PUC1 =1.004497E-23

+KT1L

PRT

-1E-18

CJ

cjn

+MJ

0.4960069

PB

0.9173808

CJSW

cjswn

+MJSW

0.443145

PBSW

CJSWG

cjgaten

+MJSWG

PBSWG

HDIF

hdifn

+RS

RD

+ACM

12

LDIF

1.2E-07

RSH

4.5

+CTA

7.707813E-04

CTP

5.512283E-04

PTA

1.167715E-03

+PTP

N

XTI

3

+CGDO

cgon'

CGSO

CAPMOD

+NQSMOD

XPART

CF

+TLEV

TLEVC

JS

1E-

06

+JSW =5E-11 ）

*

* PMOSDEVICESMODEL *

.MODELpmosPMOS（

+VERSION=3.1

LEVEL =

49

+XL ='

3e-8+dxl'

+XW ='

0+dxw'

TNOM =

25

toxp

+CALCACM=1

=1

+XJ =1E-7

4.1589E17

+LLN =1

LWN =

WLN

+WWN =1

LINT =

1.2365E-8

WINT

7.8E-9

+MOBMOD =1 BINUNIT=2 DWG =0

+DWB =0 VTH0 ='

dvthp-0.6236538'

LVTH0 =2.649834E-8

+WVTH0

3.214189E-8

PVTH0

-3.22268E-15

K1

0.4198155

+LK1

5.770498E-8

WK1

5.577151E-8

2.81684E-14

+K2

0.0429467

LK2

-2.296405E-8

1.355302E-8

+PK2

6.848271E-15

K3

+DVT1

DVT2

+DVT1W

DVT2W

+W0

K3B

1.443912E5

+LVSAT

-7.688012E-4

WVSAT

-6.083648E-3

PVSAT

2.186471E-10

+UA =1.846811E-9 LUA =-3.27694E-16 WUA =-2.82106E-16

+PUA =7.180233E-23 UB =-7.84535E-19 LUB =4.772849E-25

+WUB

2.599205E-25

PUB

-1.46530E-31

UC

1.75560E-10

+LUC

3.360832E-17

WUC

1.504425E-17

1.30556E-23

+RDSW

1.03E3

PRWB

+WR

U0

0.0136443

7.22084E-10

+WU0

-1.088554E-9

PU0

2.730854E-16

A0

0.1071803

+LA0

4.64252E-7

WA0

5.383179E-7

PA0

1.32033E-13

+KETA

-4.943762E-3

LKETA

-3.565304E-9

WKETA

5.226247E-9

+PKETA

2.640665E-15

A1

0.4

0.1664005

1.19106E-7

5.29237E-8

-2.67304E-14

-0.0592623

-1.96686E-8

1.486398E-8

+PVOFF =7.510321E-15

1.158881E-7

+WNFACTOR=1.210664E-86.439495E-5

+LCIT =2.916437E-10

NFACTOR=

PNFACTOR=WCIT =

0.8588103

-6.11712E-15

-3.11284E-11

LNFACTOR=

CIT =

PCIT =

=-3.819468E-3

2.155422E-9

1.572825E-17

8.235612E-10

+PETA0 =-4.16037E-16 ETAB =1.334637E-3 LETAB =-7.93631E-10

+WETAB

=5.284657E-11

PETAB

-2.68353E-17

DSUB

+PCLM

=0.1098002

LPCLM

6.874263E-7

WPCLM

6.724724E-7

+PPCLM =-1.97766E-13 PDIBLC1=0 PDIBLC2=5.801323E-3

+LPDIBLC2=-1.81964