hspice仿真与门或门非门
时间: 2025-01-07 08:46:13 浏览: 5
### HSPICE 中与门、或门和非门的仿真
在HSPICE中模拟基本逻辑门(如与门、或门和非门),需要定义晶体管级模型并设置输入激励源。对于这些逻辑门的设计,通常采用CMOS技术实现。
#### 定义 CMOS 传输门
为了创建逻辑门,在HSPICE文件中首先要声明nMOS和pMOS器件参数:
```spice
* NMOS and PMOS parameters definition
.model nmos NMOS Vto=0.7 Kp=40u Phi=0.6 Cox=12f W=18u L=6u
.model pmos PMOS Vtp=-0.7 Kp=20u Phi=-0.6 Cox=12f W=18u L=6u
```
此部分设定了NMOS和PMOS晶体管的工作电压阈值Vth、跨导系数Kp以及其他物理尺寸属性[^1]。
#### 创建与门电路
构建一个两输入与门的例子如下所示:
```spice
* AND Gate Implementation using MOSFETs
Xand A B Y vdd gnd nmos pmos
.param vdd=5
A 1 0 DC 0 PWL(0ns 0 1ns 5)
B 2 0 DC 0 PWL(0ns 0 2ns 5)
.subckt Xand a b y vdd gnd
MN1 intb b gnd gnd nmos w=18u l=6u
MP1 inta a vdd vdd pmos w=18u l=6u
MN2 y intab gnd gnd nmos w=18u l=6u
MP2 y intab vdd vdd pmos w=18u l=6u
.ends Xand
```
这段代码描述了一个基于互补金属氧化物半导体(CMOS)结构的与门设计,其中`intab`, `inta`, 和 `intb` 是内部节点名称;`vdd` 表示电源电压;`gnd` 地线。
#### 构建或门电路
同样地,这里给出了一种利用CMOS技术制作二输入或门的方法:
```spice
* OR Gate Implementation using MOSFETs
Xor C D Z vdd gnd nmos pmos
C 3 0 DC 0 PWL(0ns 0 3ns 5)
D 4 0 DC 0 PWL(0ns 0 4ns 5)
.subckt XOR c d z vdd gnd
MN3 intd d gnd gnd nmos w=18u l=6u
MP3 intc c vdd vdd pmos w=18u l=6u
MN4 z intcd gnd gnd nmos w=18u l=6u
MP4 z intcd vdd vdd pmos w=18u l=6u
.ends XOR
```
注意这里的子电路名为`XOR`是为了区分之前的与门例子中的`Xand`标签,实际上这代表的是或门操作。
#### 设计非门电路
最后是非反相器即非门的一个实例:
```spice
* NOT Gate (Inverter) Implementation using MOSFETs
Xnot E F vdd gnd nmos pmos
E 5 0 DC 0 PWL(0ns 0 5ns 5)
.subckt Xnot e f vdd gnd
MN5 f e gnd gnd nmos w=18u l=6u
MP5 f e vdd vdd pmos w=18u l=6u
.ends Xnot
```
上述脚本展示了如何使用一对串联连接的增强型n沟道和p沟道场效应晶体管来构成最基本的数字逻辑单元——非门。
完成以上配置之后,可以在`.tran`分析命令下执行瞬态响应测试以观察输出波形变化情况,并通过调整输入脉冲宽度和其他元件特性进一步优化性能表现。
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