第七讲HSPICE.ppt

1、1.第7讲：HSPICE网表的语法(续)、2、大纲、3、命令语句、1。DC分析，2。交流分析，3。瞬态分析，4。蒙特卡洛最坏情况分析，5。温度分析，4。交流分析，交流小信号分析。噪声源：电阻和半导体器件。输出噪声：每个器件的噪声源计算交流分析的每个频率点的相应噪声，并将其传输到输出节点。6，噪声的定义，注释：I:由每个端点噪声产生的等效电流Z:噪声源和输出之间的等效电阻N:与电路中所有电阻、金属氧化物半导体场效应晶体管、二极管、JFET和BJT相关的噪声源数量。单位：V2/赫兹，电路的总输出噪声：在某一频率下，由每个噪声源在该点计算的噪声的均方根加和：0.7，噪声定义，均匀化噪声：(onois

2、e/BW)0.5，单位：电路的总输入噪声：在某一频率下，总输出噪声除以电路电压(或电流)增益或传输。单位：V2/赫兹，8，交流噪声分析。噪音，一般形式：注意：OVV:指定节点的总噪声输出电压。独立电压源或独立电流源作为噪声输入参考：打印噪声分析结果的频率间隔注意：分析交流噪声时必须进行交流小信号分析。示例：噪声电压(5)车辆识别号10。AC DEC 10 1 100MEG思维：在本例中，计算了几个频率点的交流噪声。9，噪声示例：找出图中输出节点2的噪声，频率范围为1赫兹100兆赫兹，每20点打印一次。一个简单的噪声运行R1 1 2 5 C1 2 0 500pf V1 1 0 0交流=10V，3

3、7。AC DEC 10 1 100MEG。噪声v(2) v1 20。结束，任务1:噪声运行. sp，10，输出噪声信息(在噪声运行. lis文件中)，噪声运行*标题*噪声分析tnom=25.000温度=25.000频率=1.0000赫兹*电阻平方噪声电压(sq v/hz)元件0:r1 rs 8.233e-20 1/f 0。总8.233e-20 rx 5.0000 *总输出噪声电压=8.233 e-20 sq v/Hz=286.9260 p v/rt Hz传递函数值： v(2)/v1=1.0000等效输入噪声v1=286.9260p /rt hz *从fstart到1.0000 hz的积分(v*

4、2/freq)的sqrt结果。使用更多的频率点会导致更精确的总噪声值。噪声运行*噪声分析tnom=25.000温度=25.000 * * * * * *频率=100.0000赫兹、11、交流分析、交流小信号分析(。交流小信号失真分析。交流噪声分析。噪声)噪声叠加分析(。交流网络分析。NET)，12、噪声叠加分析。采样，噪声叠加分析：分析模拟信号数据采样的采样噪声。得到一个输出节点的每个采样值的噪声(每个噪声的叠加)，一般形式：样本频率=频率注：频率=频率：数据采样频率，13，交流网络分析。网络、交流网络分析：分析交流小信号时，计算输入输出阻抗矩阵、导纳矩阵、混合矩阵和散射矩阵。一般形式：单端口

5、网络：NET输入双端口网络：净输出输入备注：输入交流输入电压或电流源名称输出端口变量RIN/路由器：输入和输出电阻，例如：净v (10，30) vinac rout=75 rin=50，14，6个基本交流分析，交流小信号分析(。交流)，极点分析(。PZ)，交流噪声分析(。噪声)、噪声叠加分析(。样本)，交流网络分析(。 NET)，总结，交流小信号失真分析()。DISTO)，15，命令语句、1。DC分析，2。交流分析暂态分析，暂态分析：也称时域暂态分析(时域分析)，是指分析所选电路节点的时域响应，即观察整个显示周期中每一时刻节点的波形。瞬态分析，瞬态分析条件：电路包含储能元件，如电容和电感。电路

6、变化的条件：电源值的增减(包括通断)，电路中元件参数的变化。电路改变定理1:在电路改变的瞬间，电容器上的电压和电感器中的电流不会突然改变。这意味着需要在瞬态分析中设置初始条件。路径变换定理2:在路径变换的瞬间，电感相当于理想恒流源I0，电容相当于理想恒压源U0，18。瞬态分析，瞬态分析目的：低阶电路时间常数的物理意义？瞬态分析的目的：电路的响应速度。电路的瞬态响应：零输入响应、零状态响应、全响应、19、瞬态分析的初始条件、DC工作点(静态工作点)必须匹配。操作说明，以DC工作点为初始条件。当DC操作点是初始条件时，它通常不收敛！HSPICE的收敛问题：什么？为什么？怎么样？迭代算法，无法收敛到

7、1pA或1uV，模型参数不连续，初始条件不合适。选项，内部时间步长太小！更改模型，更改初始条件，20，设置瞬态分析的初始条件，初始条件语句的一般形式为：icvar1=val1。dcvolt v (node1)/node1=val1，注意：Var1/2:用于设置初始值的变量名，例如，电压V(1)指节点1的电压，I(R)指节点：节点名称。注：集成电路可以设置任何变量的初始值，而。DCVOLT只能设置电压的初始值。示例：IC v (11)=5 v (4)=-5 v (2)=2.2。DC伏特11 54-5 22.2，21，瞬态分析初始条件的设置，以及节点电压声明的一般形式：NODESET V(node

8、1)=val1或。NODESET node1 val1，示例：节点集v (12)=4.5 v (4)=2.23。节点集12 4.54 2.33，22，瞬态分析初始条件的设置，初始条件设置的三种形式：描述组件两端的初始电压。例如，C1 2 0 1uF集成电路=2V:初始条件声明。集成电路：节点电压报表。NODESET()。优先顺序：(1)集成电路=.(2)。集成电路(3)。集成电路声明和。NODESET语句共存。集成电路声明将取代。NODESET语句。23，瞬态分析。tran，一般形式：TRAN:瞬态分析的步长。TSTOP:分析结束时间。开始时间：分析的开始时间；如果未写入，默认值为0。注意：瞬

9、态分析总是从时间0开始，到稳态结束。仅打印从开始到结束的结果。24岁，瞬态分析。TRAN，一般形式：TRAN TSTEP TSTOP，注：UIC:当UIC参数在。tran语句，HSPICE不计算初始DC工作点，而是使用中指定的节点电压。IC语句来计算电路中的初始条件。这时，仔细设置每个节点的DC电压值。中未指定UIC参数时。TRAN声明，HSPICE在瞬态分析之前计算DC工作点。这时，如果有一个。IC语句，在求解DC操作点时，它将只被视为相应的节点初始值。而瞬态分析忽略了这些电压限制。25、TRAN分析的几种形式和实例，q .TRAN 1NS 100NS UIC分析和打印瞬态分析结果，从010

10、0ns开始，每1NS一次。忽略初始DC工作点，以集成电路规定的节点电压或电流值或某一元件两端的初始电压值作为初始条件。q . tran . 1 ns 25 ns 1 ns 40 ns start=10 ns分析和打印10ns25ns，步长为0.1ns。25ns40ns，步长1ns.q. tran 10ns 1us UIC扫描温度分别为-557510，在-55和-4575的温度下执行瞬态扫描，时间从01us开始，步长10ns。初始条件由集成电路规定。q . tran 10ns 1 us sweep Cload poi 3 1pf 5pf 10pf分别以1pf、5pf和10pf负载对负载参数电容c

11、执行瞬态扫描，时间从010pf开始，步长为10ns。POI代表参数列表。这是一个简单的RC电路，请使用HSPICE分析每个节点的瞬态电压和流经每个元件的电流。输入V1增加了脉冲功能。，TRAN举例(1)、27、TRAN举例(1)、简单交流运行R1 1 2 1K R2 2 0 1K C1 2 0 .001U V1 1 0 10交流1脉冲0 5 10N 20N 20N 500N 2U .选项列表节点开机自检TRAN 10N 2U美元仿真区域为02us .印刷TRAN五(1)五(2)一(R2)一(C1).结束，任务1:传输运行。sp，28，tran扫描信息（在传输运行。lis文件中)，一个简单的交流

12、运行*瞬态分析tnom=25.000温度=25.000 *时间电压电压电流1 2 r2 c1 0 .0.0.0.0.10.00000n 0 .0 . 0 . 0 . 20 . 00000n 2.5000 16.5070m 16.5070 u 2.4670m 30.00000n 5.0000 49.7294m 49.7294 u 4.9005m 1.99000 u 0 .87.7574m 87.7574 u-175.5147 u 2.00000 u 0 .85.8690米85.8690u -171.7379u，29，29 .TRAN分析结果输出电压，V(1)=脉冲0 5 10n 20n 20n

13、500n 2u，V(2)，V(2)，对吗？30，TRAN分析结果输出电流，我(R2)，我(R1)，对吗？I(C1)，31，例：这是一个简单的罗马天主教电路，请利用HSPICE分析各个节点的瞬态电压和流过各个元件的电流C1两端的初始电压分别为0V和2V。TRAN分析中初始条件作用举例、32、TRAN分析中初始条件作用举例，简单交流运行R1 1 2 1K R2 2 0 1K C1 2 0 .001U集成电路=0V V1 1 0 10交流1脉冲0 5 10N 20N 20N 500N 2U .选项列表节点开机自检。执行部分：TRAN 10N 2U UIC仿真区域为02us .印刷TRAN五(1)五(2)一(R2)一(C1).C1 2 0 .001U集成电路=2V .结束，任务2:运行，sp，33，初始条件的作用分析结果对比，集成电路=2V，集成电路=0V，34，例：这是一个简单的互补金属氧化物半导体反相器，请利用HSPICE分析输出的瞬态电压值，TRAN举例(2)、35、TRAN举例(2)逆变器电路VCC VCC 0 5车辆识别号输入0脉冲0.2 4.8 2n 1n 1n 5n 20n M1输出在vcc vcc PCH L=1U W=20U M2输出在0 0 NCH L=1U W=20U CLOAD输出0 0.75便士.模型PCH PMOS电平=1