基本HSPICE概念 HSPICE教學

Circuit Simulation in Hspice

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

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

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

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

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!

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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

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

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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 0 PULSE 3.3 0 0 1n 1n 5u 10u V3 vref gnd! 1.2v V4 Va 0 PWL 0u 1v, 1u 1v, 2u 2v, 5u 1.5v I0 Iref 0 40u 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

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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 10 1 10G .AC OCT 10 1 10G 直流分析 針對V3做DC sweep,從0V變到3V,每100mV取樣一次 .DC V3 0 3 100m .DC I5 20u 40u 1u

Analysis

DC Analysis

AC Analysis

Transient Analysis

Output

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

觀看波型介面軟體 CustomExplorer教學

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

CustomExplorer(2) Zoom to fit Point to Point Measurement

CustomExplorer(3) New/Delete XY Graph

HOMEWORK PRACTICE

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

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

HSPICE .OP Example

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

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

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

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。 助教信箱：samcheng.ee03g@g2.nctu.edu.tw 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。

HSPICE APPENDIX

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

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

Netlist Structure

Element

Title At start line *………….

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

Control - .lib .include

Control - .option

Control - .temp

Control - .subckt

example

Control - .data

Control - .alter

example

Device

R.C.L.K. Device

BJT Device

MOS Device

model

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

Independent Source Element AC DC Source

Independent Source Element Transient Sources

Transient Sources-Pulse

Transient Sources-Sinusoidal

Transient Sources-Piecewise Linear Source

Dependent Source element

Analysis

DC Analysis

AC Analysis

Transient Analysis

.FFT Statement

Output

Output Command

Output Variable

.print .plot

.probe

.measure—rise fall delay

.measure—AVG MAX PP MIN RMS

.measure – when find

Meas - Rise time, fall time, delay example

Meas - Find, when example

Meas – Application