《HSPICE使用流程.docVIP

HSPICE 使用流程 HPICE软件主要用于模拟电路的仿真。模拟电路仿真工具是以电路理论、数值计算方法和计算机技术为基础实现的，由于模拟电路在性能上的复杂性和电路结构上的多样性，对仿真工具的精度、可靠性、收敛性以及速度等都有相当高的要求。HSPICE程序由于收敛性好，适于做系统及电路仿真，又有工作站版和微机版本，在国内外的用户十分广泛。 一、HSPICE可模拟的内容 直流分析：包括非线性电路的直流分析 电路的直流工作点：分析时电路中的电感全部短路，电容全部开路，得到电路的每一节点的电流和电压（相对参考点）值。 直流小信号传输值：传输函数的直流小信号值为直流小信号工作下的输出变量和输入变量之比值，包括电路的输入电阻和输出电阻。 直流转移曲线：HSPICE可在用户指定的范围内，逐步改变指定的独立电压或电流源，对每一个电源值的变化，都得到储存的输出变量。 灵敏度分析：求出指定输出变量对于电路参数（包括电路中所有的元件，器件参数，直流电源的输入电平）的直流小信号灵敏度。 交流小信号分析：将交流输出变量作为频率的函数计算出来。先计算电路的直流工作点，决定电路中所有非线性器件的线性化小信号模型参数，然后在用户所指定的频率范围内对该线性化电路进行分析。 频域分析：在用户规定的频率范围内完成电路的交流分析。 噪声分析：HSPICE可计算每个频率点上总的输出噪声电平及其等效输入噪声电平。 失真分析：计算电路交流小信号工作下电路的失真特性，分析时是在输入端加有一个或两个频率的信号，在用户给定的输出负载电阻时，求出在该负载上的输出失真功率。 瞬态分析 瞬态响应：是从时间为零开始，到用户规定的时间范围内进行电路的瞬态特性分析。 傅立叶分析：可以对输出波形进行傅立叶分析，得到在用户指定的基频及时间间隔范围的傅立叶系数。 电路的温度特性分析：HSPICE在用户未说明时，是在27℃的标称温度下进行各种模拟的。当用户指定电路在什么温度下工作时，HSPICE也能进行不同温度下的电路特性分析，在温度低于-273℃时不予模拟。 二、HSPICE程序可输入的元器件和电源 元件：包括电阻、电容、电感、耦合互感、无损耗传输线及开关等。 半导体器件：结型二极管、双极型晶体管、结型场效应管、MOS场效应管及MESFET等。 电源：独立电流源、独立电压源、线性电压控制电流源、线性电压控制电压源、线性电流控制电流源、线性电流控制电压源以及相应的非线性受控源。其中独立源除直流源外还有脉冲源、交流正弦源、分段线性源、调幅信号源、调频信号源等。 子电路：HSPICE允许用户用定义器件模型相似的形式自行定义一组元器件作为子电路。子电路的大小没有限制，子电路可以嵌套子电路，使用户在模拟含有较多重复单元电路的较大规模电路时更为方便。 三、HPICE软件的运行 HSPICE可以以命令行方式方式启动，类似于DOS命令交互方式，较繁琐。我们目前采用的是Windows标准输入界面，使用标准输入文件。操作步骤为： 启动Hspui.exe，出现Star-Hspice Launcher。 在Star-Hspice Launcher下，按Browse，选取网表输入文件（*.sp），然后按确定。 在Star-Hspice Launcher下，按Simulate，就会自动弹出Hspice窗口，并对电路进行模拟。 模拟结束后，Hspice窗口关闭。 在Star-Hspice Launcher下，按Avanwaves，查看输出波形。 可以用记事本来查看输出文档（*.list）。 四、电路模拟过程 用HSPICE进行电路分析时，各个程序模块之间的关系和设计流程见图1： 图1程序设计流程图 电路的模拟过程描述如下： 逆向设计的步骤是一开始便进入了电路原理图的输入。原理图是根据逆向提取的结果输入。原理图Schematics文件输入完毕并检查Check通过后，将原理图转换成网单文件。 我们首先要选择合适的工艺，并调用该工艺所提供的库文件。该库文件中应包含用该工艺制得的三极管的各个参数值，如单位漏电流，基区方块电阻，值等(详见HSPICE使用手册)。有源器件，如三极管，它们的尺寸是根据工艺的最小尺寸及电路的指标要求来设定的，如发射区、基区和集电区的面积，网单文件中的各个管子后面area、areab和areac分别标明其面积因子。这样，在模拟时，Hspice便会自动根据库文件和尺寸计算出具体各管子的参数。电阻、电容值等参数的确定则先测量它们的尺寸，然后根据所选工艺的方块电阻和面电容的值计算得出。 将网单文件和参数生成完毕以后，我们还要输入激励源和分析语句。输入信号根据实际情况用调用相应的信号。按各个功能块模拟时，前一级的输出作为后一级的输入。分析语句则根据不同的需要选用。当我们需要知道电路每一节点的电流