基本HSPICE概念 HSPICE教學.

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1 基本HSPICE概念 HSPICE教學

2 Circuit Simulation in Hspice

3 Hspice code a. 標題與描述 b. 變數宣告 c. 電路描述 (Netlist) d. 訊號源與負載 e. 模擬參數,環境資訊

4 Hspice code a. 標題與描述 b. 變數宣告 c. 電路描述 (Netlist) d. 訊號源與負載 e. 模擬參數,環境資訊

5 標題與描述 檔案第一行為標題,Hspice視而不見!! *開頭表示註解 .開頭表示一命令 +開頭表示接續上一行 .end表示結束

6 Hspice code a. 標題與描述 b. 變數宣告 c. 電路描述 (Netlist) d. 訊號源與負載 e. 模擬參數,環境資訊

7 變數宣告 全域變數(net) 區域變數(value) 預設的全域變數(net) .GLOBAL vdd!
.PARAM period = 10u .PARAM half_period = ‘period/2’ 預設的全域變數(net) GND!

8 Hspice code a. 標題與描述 b. 變數宣告 c. 電路描述 (Netlist) d. 訊號源與負載 e. 模擬參數,環境資訊

9 電路描述 (1) MOSFET Capacitor Resistance
Mm0 netD netG netS netB PCH W=2u L=180n Mn1 netD netG netS netB NCH W=1u L=180n Capacitor C2 top bottom 12p Resistance R3 node1 node2 1k

10 電路描述 (2) .SUBCKT subckt_name port1 port2 port3 ……電路描述…… .ENDS
Sub-circuit Define .SUBCKT subckt_name port1 port2 port3 ……電路描述…… .ENDS Using Xi0 net1 net2 net3 / subckt_name Xi1 net4 net5 net6 / subckt_name

11 Hspice code a. 標題與描述 b. 變數宣告 c. 電路描述 (Netlist) d. 訊號源與負載 e. 模擬參數,環境資訊

12 訊號源 V source / I source 範例 偏壓 振幅 頻率 V1 vip vin SIN 1.5 10m 1 Meg
V2 clk PULSE n 1n u u V3 vref gnd! 1.2v V4 Va PWL u 1v, 1u 1v, 2u 2v, 5u 1.5v I0 Iref u I3 vdd! Iref2 80u 範例 V0 Vdd! 0 1 偏壓 振幅 頻率 V1 V2 delay tr tf PulseWidth Period t1 V1 t2 V2 t3 V3 t4 V4

13 Hspice code a. 標題與描述 b. 變數宣告 c. 電路描述 (Netlist) d. 訊號源與負載 e. 模擬參數,環境資訊

14 分析 暫態分析 模擬時間5us , 精密度1ns .TRAN 1n 5u 交流分析
掃頻率1Hz~10GHz , 每10倍做分隔取樣,每倍數間10等份 .AC DEC G .AC OCT G 直流分析 針對V3做DC sweep,從0V變到3V,每100mV取樣一次 .DC V m .DC I5 20u 40u 1u

15 Analysis

16 DC Analysis

17

18

19 AC Analysis

20

21

22 Transient Analysis

23

24 Output

25 環境與參數 +PROBE=0 +PROBE=1 +POST ACCT 觀察電流 , 電壓
.PROBE I(Mm0) I(Mm1) V(net5) 溫度 .TEMP 25 選項 .OPTION 儲存所有節點電壓 僅儲存 “.PROBE” 敘述之電壓 儲存模擬波形供scope使用 元件模型 .LIB ‘~/1p6m18/models/hspice/rf018.l’ TT +PROBE=0 +PROBE=1 +POST ACCT

26 觀看波型介面軟體 CustomExplorer教學

27 CustomExplorer(1) 在Terminal下執行 sx & 選擇檔案型態 .tr .sw .ac .ft

28 CustomExplorer(2) Zoom to fit Point to Point Measurement

29 CustomExplorer(3) New/Delete XY Graph

30 HOMEWORK PRACTICE

31 LAB: Device Example(W/L=10, Vov=0.2V, Doide Configuration)
Diode Configuration: nMOST L(um) ID(uA) gm(u/Ω) go(u/Ω) Gain(gm/go) fT(MHz) 0.18 0.5 1.0 2.0 pMOST L(um) ID(uA) gm(u/Ω) go(u/Ω) Gain(gm/go) fT(MHz) 0.18 0.5 1.0 2.0

32 LAB: Device Example(W/L=10, Vov=0.4V, Doide Configuration)
Diode Configuration: nMOST L(um) ID(uA) gm(u/Ω) go(u/Ω) Gain(gm/go) fT(MHz) 0.18 0.5 1.0 2.0 pMOST L(um) ID(uA) gm(u/Ω) go(u/Ω) Gain(gm/go) fT(MHz) 0.18 0.5 1.0 2.0

33 HSPICE .OP Example

34 LAB Simulation gm v.s Vgs with L=0.18um, 0.5um, 1.0um, 2.0um.
Vgs = 0~1.8v

35 LAB Simulation Id v.s Vds with L=0.18um, 0.5um, 1.0um, 2.0um.
Vds = 0~1.8v

36 LAB Simulation ro v.s Vds with L=0.18um, 0.5um, 1.0um, 2.0um.
Vds = 0~3.3v

37 LAB 繳交方式：請在3/11(三)晚上24:00之前將report與sp檔寄到助教信箱 並將紙本report繳交到ED307實驗室門口。
繳交檔名：AICLAB_學號_LAB01.rar 繳交內容：1.report包含表格、模擬圖以及根據觀察到的現象做討論。 2.sp檔:模擬使用的檔案。

38 HSPICE APPENDIX

39 Appendix----Outline Introduction Basic Using Spice Element Title
Control Device Source Analysis Output Example

40 Introduction Transistor layer Simulator
SPICE : Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis SPICE generally is a Circuit Analysis tool for Simulation of Electrical Circuits in Steady-State, Transient, and Frequency Domains

41 Netlist Structure

42 Element

43

44 Title At start line *………….

45 Control .lib .include .option .temp .subckt .data .alter

46 Control - .lib .include

47 Control - .option

48 Control - .temp

49 Control - .subckt

50 example

51 Control - .data

52 Control - .alter

53 example

54

55 Device

56 R.C.L.K. Device

57 BJT Device

58 MOS Device

59 model

60 Source AC DC Source Transient Sources
Source Type Independent Source Element AC DC Source Transient Sources Dependent Source element VCVS－Voltage Control Voltage Source VCCS－Voltage Control Current Source CCVS－Current Control Voltage Source CCCS－Current Control Current Source

61 Independent Source Element AC DC Source

62 Independent Source Element Transient Sources

63 Transient Sources-Pulse

64 Transient Sources-Sinusoidal

65 Transient Sources-Piecewise Linear Source

66 Dependent Source element

67 Analysis

68 DC Analysis

69

70

71 AC Analysis

72

73

74 Transient Analysis

75

76 .FFT Statement

77 Output

78 Output Command

79

80 Output Variable

81 .print .plot

82 .probe

83 .measure—rise fall delay

84 .measure—AVG MAX PP MIN RMS

85 .measure – when find

86 Meas - Rise time, fall time, delay example

87 Meas - Find, when example

88 Meas – Application