清华大学微电子所HSPICE仿真教程

"HSPICE使用(清华05级本科生用) - HSPICE是集成电路和系统实验室在清华大学的一份教学材料，主要介绍HSPICE的基础知识和初步应用，由张凌炜和池保勇等人编撰。内容涵盖HSPICE的简介、输入输出文件格式、元件描述、参数与函数、仿真配置以及应用举例。该资料引用了K.S.Kundert的《Designer’s Guide to Spice & Spectre》和Synopsys的《HSPICE® Simulation and Analysis User Guide (2007)》以及陈力颖的Hspice语法手册作为参考。HSPICE被广泛应用于工业界，特别适合深亚微米到纳米级别的MOSFET模型仿真，能够进行模拟、混合信号以及高速高性能数字电路的仿真验证。" HSPICE是集成电路设计中广泛应用的一款高级电路仿真软件，尤其在模拟和混合信号电路的验证中表现出色。它支持多种先进的晶体管模型，如Bsim3v3和Bsim4，这些模型专门针对深亚微米到纳米技术节点的MOSFET进行优化，确保了在仿真过程中能获得高度精确的结果。HSPICE不仅在学术领域被采用，也在实际的芯片设计流程中扮演着关键角色，特别是在高速高性能数字电路的设计中，能够提供准确的延迟和功耗信息。 HSPICE的输入输出文件结构包括： 1. 输入网表文件（.sp）：定义电路连接的文本文件。 2. 模型与库文件（.inc.lib）：包含元器件模型和库信息。 3. 运行状态文件（.st0）：保存仿真设置和状态。 4. 输出列表文件（.lis）：详尽的仿真输出信息。 5. 测量输出文件（.m*#）：特定测量结果的记录。 6. 瞬态分析文件（.tr#）：时间域分析数据。 7. 直流分析文件（.sw#）：直流工作点信息。 8. 交流分析文件（.ac#）：频率响应分析数据。 9. 其他输出文件：根据仿真需求生成的不同类型数据文件。 在进行HSPICE仿真时，用户需要配置仿真选项（OPTION），这些选项可以调整仿真精度、收敛策略、报告格式等，以满足不同设计的需求。此外，良好的使用习惯，如合理组织输入文件、正确设定模型参数和理解输出结果，对于高效使用HSPICE至关重要。 HSPICE的输出可以通过文本和图像形式呈现，包括数量级的工程符号，如F(f)代表1e-15，P(p)代表1e-12，N(n)代表1e-9等，这在处理大范围数值时非常有用，简化了数据的读取和理解。 HSPICE是微电子领域中一款强大的工具，通过掌握其基本操作和高级功能，工程师和学生能够对复杂电路进行准确而高效的仿真，从而推动集成电路设计的进步。