FCU, Department of ECE, IC Design Research Lab. TEL:04-24517250 # 4945 HSPICE

FCU, Department of ECE , IC Design Research Lab.TEL:04-24517250 # 4945

HSPICE


HSPICE檔案結構

* 標題敘述

.END ( 結束敘述 )

電路描述

( 資料敘述 )

分析型態

( 控制敘述 )

( 輸出敘述 )

電路主體

* 註解可安插於其內任一列


C CapacitorD DiodeE,F,G,H Dependent Current and Voltage Controlled SourcesI CurrentJ JFET or MESFETK Mutual InductorL Inductor


M MOSFETQ BJTR ResistorO,T,U Transmission LineV Voltage SourceX Sub-circuit Call


參數調整

R Ohm (e.g. R1 n1 n2 1K )C Faead (e.g. C1 n3 n4 1e-12)L Henry (e.g. L1 n5 n6 1e-9)

MIL = 25.4E-6(METERS) FT = 0.305(METERS)F=1e-15 P=1e-12N=1e-9 U=1e-6M=1e-3 MEG=X=1e6K=1e3 G=1e9T=1e12 DB=20log10

英文之大小寫字母意義相同且代表同一件事。


參數化

在 HSPICE 中對於任何元件或電路都可參數化，其輸入、輸出皆可以代數來描述，並作運算。

.param x=5 ( 變數參數化， parameterization)

.param x=‘y+3’ ( 代數運算， algebra)

.param Ro(Leff ， Weff)=‘X*Leff*weff-2U’

.param CGD = PAR(‘(X18(M1)+X19(M1))’)

代數式之運算，亦可當成輸出


電源描述

PWL t1 v1 <t2 v2 t3 v3……> <R>PL v1 t1 <v2 t2 v3 t3…….> <R>

PWL 是採取 (t,x) 對，而 PL 採取 (x,t) 對之形式做電源的描述。 x 可為 V 或 I 。如果在 PWL/PL 敘述中，具有一“ R” 字母於敘述尾端，其代表波型可重複出現 (repeat) 功能，因 PWL 可描述不規則的輸入波形，適合更廣泛的各類波形輸入及重複出現的特殊需要。


電源描述

PULSE(PULSE periodic Waveform): 週期脈波型態PULSE V1 V2 <td tr tf pw per>

包含初始電壓 / 電流 (V1/I1) 、脈波電壓 / 電流(V1/I1) 、延遲時間 (td) 、上升時間 (tr) 、下降時間 (tf) 、波寬度 (pw) 及周期 (per) 。


電源描述

SIN (sinusoidal Waveform): 弦式波型態SIN V1 V2 <freq td df phase>

包含初始電壓 / 電流 (V1/I1) 、終值電壓 / 電流(V2/I2) 、頻率 (f) 、延遲時間 (td) 、阻泥因素 (df ，in 1/sec) 及相位延遲 (θ ， in degrees) 、即可寫成SIN(V1 V2 f td df θ) 。


電源描述

EXP (Exponential Waveform): 指數波型態EXP V1 V2 td1 τ1 td2 τ2

包含初始電壓 / 電流 (V1/I1) 、脈波電壓 / 電流(V2/I2) 、第一延遲時間 (td1) 、第一時間常數 (τ1) 、第二延遲時間 (td2) 、第二時間常數 (τ2) 。至於指數波形之上昇、下降次序，完全決定於 V1 及 V2的大小值。


直流分析

直流分析可用於產生直流轉移特性曲線，先由直流分析解出電路的節點電壓、分之電流及確立操作點等，才進行其他後續的分析。

.OP ：計算在特定時間或多時間點之條件下的操作點情況 ( 包括節點電壓級各分支電流 ) 。

.DC ：設定電壓、溫度、參數值及直流轉移曲線之掃描範圍。

.PZ ：極 / 零點分析 ( 主要用於頻率響應 )


直流分析

.SENS ：計算電路中指定之輸出變數相對於線路其他元件參數之直流小訊號敏感程度

.TF ：計算特定輸出變數對於輸入源之直流小訊號轉移函數。此敘述，會在輸出結果中自動印出相對增益值，輸入及輸出阻抗。


暫態分析

.TRAN ：主要是在指定之時間範圍中計算電路之解，及所謂的時間掃描分析。最常應用即是數位電路於時間領域之功能分析。由於 HSPICE 中所建立的元件模型極完整，可得較準確之暫態響應。

.FOUR ：是屬於暫態分析的一部分，可使HSPICE 執行線路之傅立葉分析，其分析是在一時間間隔中 (Tstop-Tfperiod ， Tstop) 執行。其中，Tstop 是屬於 .TRAN 中設定，而 Tfperiod 是基頻率之ㄧ週期。


交流小訊號分析

交流分析是探討電路的頻率響應，在複變數頻率領域中做分析。

.AC ：主要是定義出使用者在電路分析時所指定的掃描頻率範圍 (fSTART ， fSTOP) 、掃描取樣型態與點數 (DEC ， OCT ， LIN ， POI) 以及蒙地卡羅分析次數 <SWEEP MONTE=VAL> 等。



.DISTO ：此分析是在計算線路在一交流弦式穩態分析下之失真特性。設一或二個信號頻率 (f1,f2) HSPICE 會依據條件計算在下列五個合成頻率於指定負載電阻上之失真大小 ( 振幅及相角 ) ，包括f1-f2 ， 2f1-f2 ， 2f1 ， 3f1 ， f1+f2 等特定之合成頻率

.NOISE ：在 HSPICE 之雜訊是基於電路直流操作點的條件下，以計算交流節點電壓複數值。其中，雜訊是假設成雜訊源與其他電路雜訊無關。至於MOSFET 元件較為重要的閃爍雜訊，可包含 KF及 AF 等參數於適當之元件模型敘述中。



.SAMPLE ：在類比信號資料擷取過程中，通常對於資料取樣雜訊也需做分析。 .SAMPLE 可使HSPICE 在輸出節點執行簡單的雜訊疊分析(noise folding analysis)

.NETWORK ：此敘述可計算阻抗矩陣 -Z ，導納矩陣 -Y ，混合矩陣 -H 及散射矩陣 -S 參數等。另外輸入、輸出阻抗及導納也可被計算。


範例*****inverter

M1 out1 in1 vdd! vdd! pch W=2u L=2u M=2M2 out1 in1 gnd! gnd! nch W=2u L=2u M=1

vdd_1 vdd! gnd! 3.3vv1 in1 gnd! pulse (0v 3.3v 0s 1ns 1ns 10us 20us)

.lib'/tecfiles/035/Simulation_Models/fp1/mm0355v.l' tt

.tran 0.1us 40us

.op

.print V(in1)

.end

Documents

FCU, Department of ECE, IC Design Research Lab. TEL:04-24517250 # 4945 HSPICE