Hspice电路仿真实验讲义-清华大学微电子学研究所

"独立源电压源和电流源在Hspice电路仿真的应用及Hspice网单结构解析" 在电路仿真领域，Hspice是一款广泛使用的工具，尤其在集成电路设计流程中，它用于电路级的仿真和分析。在IC设计流程中，电路仿真扮演着至关重要的角色，从功能定义到后仿真，每个步骤都需要通过仿真来验证电路的性能和功能。Hspice作为一款强大的电路模拟器，能够进行直流(DC)、交流(AC)和瞬态分析，帮助设计师调整电路参数，获取功耗、延时等关键性能指标。 在Hspice中，独立源是电路的基本组成部分，包括电压源(V)和电流源(I)。它们在仿真时可以通过特定的语法设定。例如，在直流模式下，电压源V1连接节点1和0，可表示为`V1 1 0 DC=5V`或者简写为`V1 1 0 5V`，电流源I1同样连接节点1和0，设置为5毫安则表示为`I1 1 0 DC=5mA`。在交流模式下，如`V1 1 0 AC=2V,90`表示幅度为2V、相位90度的交流电压源，而`V1 1 0 0.5V AC=10V,90`则表示直流分量为0.5V，交流分量为10V、90度的交直流混合源。 Hspice的输入网单结构是按照一定的规则组织的，主要包括以下几个部分： 1. `.title`：输入文件的标题，用于标识仿真任务。 2. `.options`：设置模拟的条件，如扫描变量、分析模式等。 3. `.print/.plot/.graph/.probe`：设置输出结果的显示方式，例如打印、绘制图表等。 4. 激励源描述：定义电路中的电压源和电流源，如上文所述的独立源。 5. 电路网表：列出电路中所有元件及其连接关系。 6. `.lib` 和 `.modellibraries`：引用元件库和器件模型，这些模型描述了电路中各种元件的行为。 7. `.end`：结束语句，标志着输入文件的结束。 此外，Hspice支持多种类型的激励源，如脉冲(PULSE)、分段线性(PWL)和指数(EXP)函数等。例如，`tranfun`关键字可用于指定这些复杂激励源的特性。例如，`V1 1 0 PULSE(0 5 1ns 1ns 2ns 3ns)`定义了一个脉冲电压源，起始值为0，峰值为5V，上升时间为1ns，下降时间为1ns，高电平持续2ns，低电平持续3ns。 在实际应用中，设计师会根据需要编写相应的Hspice网单，通过这些描述来构建电路模型，运行仿真，并观察和分析输出结果，以便优化电路设计。掌握Hspice的语法和操作是电路设计者必备的技能之一，它能有效提升设计效率并确保设计的准确性。