电子电路大全(PDF格式)-第67章

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　　　　*　脉冲源（又叫周期源）　　



　　　　VXXXX　N＋　NPULSE（V1　V2　TD　TR　TF　PW　PER）　　



　　　　V1　初始值，V2　脉动值，TD　延时，TR　上升时间，TF下降时间，PW脉冲宽度，PER　周　



期　　



　　　　例如：V1　5　0　PULSE（0　1　2NS　4Ns　4Ns　20NS　50NS）　　



　　　　*　正弦源　　



　　　　VXXXX　N＋　NSIN（V0　VA　FREQ　TD　THETA　PHASE）　　



　　　　V0：偏置，VA：幅度，FREQ：　频率　，TD　：延迟，THETA：　阻尼因子，PHASE：相位　　



　　　　*　指数源　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　3　　


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　　　VXXXX　N＋　NEXP（V1　V2　TD1　TAU1　TD2　TAU2）　　



　　　V1　初始值，V2　中止值，TD1　上升延时，TAU1　上升时间常数，TD2　下降延时，TAU2　下降　



时间常数　　



　　　例如：V1　3　0　EXP（0　2　2ns　30ns　60ns　40ns）　　



　　　*　分段线性源　　



　　　VXXXX　N＋　NPWL（T1　V1　）　　



　　　其中每对值（T1，V1）确定了时间t＝T1　是分段线性源的值V1。　　



　　　例如：Vpwl　3　0　PWL（0　1，10ns　1。5）　　



（4）子电路　　



　　　①。　采用。GLOBAL设置全局节点：　　



　　　。GLOBAL　node1　node2　node3…　　



　　　②．*　子电路语句　　



　　　。SUBCKT　SUBNAM　N1《　N2　。。。》　　



　　　子电路的定义由。SUBCKT　语句开始。SUBNAM是子电路名，N1《　N2　。。。》是外部节点号　　



　　　*　终止语句　　



　　　。ENDS　（表示结束子电路定义）　　



　　　*　子电路调用语句　　



　　　XYYYY　N1《　N2　。。。》　SUBNAM　　



　　　在Spice中调用子电路的方法是设定以字母X　开头的伪元件名，其后是用来连接到子电　



路上的节点号，在后面是子电路名。　　



　　　例如：。SUBCKT　OPAMP　1　2　3　4　　



　　　具体运放电路描述　　



　　　。ENDS　　



　　　Xop　1　2　3　4　OPAMP　（调用该运放子电路）　　



1。4　电路的分析类型描述语句　　



　　　分析类型描述语句由定义电路分析类型的描述语句和一些控制语句组成，如直流分析　



　（。OP），瞬态分析（。TRAN）等分析语句，以及初始状态设置（。IC），选择项设置（。OPTIONS）　



等控制语句。它的位置可在标题语句和结束语句之间的任何地方。　　



　（1）直流分析：　　



　　　对DC、AC和TRAN分析将自动进行直流操作点（DC　OP）的计算，但。TRAN　UIC将直接设　



置初始条件，不进行DC　OP的计算。　　



　　　直流分析包含以下五种语句：　　



　　　。DC：直流扫描分析；　　



　　　。OP：直流操作点分析；　　



　　　。PZ：Pole/Zero分析；　　



　　　。SENS：直流小信号敏感度分析；　　



　　　。TF：直流小信号传输函数分析。　　



4　　　　


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　　　。DC（直流扫描语句）：在指定的范围内，某一个独立源或其他电路元器件参数步进变化　



时，计算电路滞留输出变量的相应变化曲线。　　



　　　。DC　var1　start1　stop1　inc1　sweep　var2　type　np　start2　stop2　　



　　　例如：。DC　VIN　0。25　5。0　0。25　（表示电压源VIN　的值从　0。25V扫描到　5V，每次增量　



0。25V）　　



　（2）交流分析：　　



　　　交流分析是指输出变量作为频率的函数。　交流分析包括以下四种语句：　　



　　　。NOISE：噪声分析；　　



　　　。DISTO：失真分析；　　



　　　：网络分析；　　



　　　。SAMPLE：采样噪声分析。　　



　　　。AC（交流分析语句）：在规定的频率范围内完成电路的交流小信号分析　　



　　　。AC　DEC　ND　FSTART　FSTOP　（数量级变化）　　



　　　其中，DEC　为　10　倍频，ND　为该范围内点的数目，FSTART初始频率，FSTOP　中止频率。　　



　　　例如：　。AC　DEC　10　1　10K　（指从　1　到　10KHZ范围，每个数量级取　10　点，交流小信号　



分析）　　



　（3）瞬态分析：　　



　　　瞬态分析是指计算的电路结果作为时间的函数。　　



　　　一般形式：　。TRAN　TSTEP　TSTOP　　　　



　　　TSETP　为时间增量，TSTOP　为终止时间，TSTART　为初始时间（若不设定，则隐含值为　



0）　　



　　　例如：。TRAN　1NS　10000NS　500NS　（瞬态分析　500—10000NS，步长为　1NS）具体电路的　



分析类型描述语句可查阅Hspice在线帮助。　　



1。5　输出格式描述语句　　



　（1）输出命令包括：　　



　　　。PRINT、。PLOT、GRAPH、。PROBE和。MEASURE。　　



　　　。PLOT　antype　ov1　ov2…　plo1，phhi1…plo32，phi32　　



　　　。PROBE　ov1　ov2…　ov32　　



　　　。PRINT　antype　ov1　ov2…　ov32　　



　　　有五种输出变量形式：　　



　　　①直流和瞬态分析：　　



　　　用于显示单个节点电压，支路电流和器件功耗。　　



　　　。print　TYPE　V（node）　或　。plot　I（node），也可用。graph、。probe。　　



　　　TYPE　为指定的输出分析类型，如（DC）；V（node）表示节点电压，I（node）表示节点电　



流，p（rload）表示在负载rload上的分析点的功耗。　　



　　　②交流分析：　　



　　　用于显示节点电压和支路电流的实部、虚部和相位。　　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　5　　


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　　　vi（node）表示节点电压的虚部，ip（node）表示节点电流的相位，vp（4，6）表示节点　4、　



6　间的相位角。　　



　　　③器件模版：　　



　　　用于显示制定的器件节点的电压、支路电流和器件参数。　　



　　　lv16（m3）表示MOS管m3　的漏电流，其他表示方式见手册。　　



　　　④MEASURE语句：　　



　　　用于显示用户自定义的变量。　　



　　　可以采用的句法包括：raise，fall，delay，average，RMS，min，max，p…p等。　　



　　　⑤参数语句：　　



　　　用于显示用户自定义的节点电压等表达式。　　



　　　语法格式：。print　tran　out_var_name=PAR（‘expression’）　　



　（2）还可以采用AvanWave　进行波形输出　　



　　　电路的波形可以在AvanWave中TOP层下双击添加子电路层后选择显示。　　



1。6　控制语句和　option　语句　　



　（1）。OPTION（可选项语句）：　　



　　　。options语句格式：。options　opt1　opt2　opt3…　opt=x　　



　　　ACCT（打印出计算和运行时间统计）　　



　　　LIST（打印出输入数据总清单）　　



　　　NODE（打印出结点表）　　



　　　NOMOD（抑制模型参数的打印输出）　　



　　　一般在每个仿真文件中设置options为。options　acct　list　post，也可以设置　



为。options　node　opts，其中。option　list表示将器件网表、节点连接方式等输入到列表　



文件，用于debug与电路拓扑结构有关的问题，。option　node表示将输出节点连接表到列表　



文件，用于debug与由于电路拓扑结构引起的不收敛问题，。option　acct表示在列表文件中　



输出运行时间统计和仿真效率，。option　opts在列表文件中报告所有的。option设　



置，。option　nomod表示不输出MODEL参数，以便减小列表文件的大小，。option　brief=1　



表示不输出网表信息，直到设置。option　brief=0，。protect/。unprotect用于屏蔽网表文　



件中要保护的信息，。option　bypass=1　不计算latent器件，。option　autostop表示当所　



有。measure语句完成时，终止仿真，。option　accurate=1　表示设置为最精确的仿真算法和　



容差，tstep表示仿真步长值，delmax表示最大允许时间步长，其中delmax=tstep*max，　　



　　　。option　dvdt=4　用于数字CMOS电路仿真（默认设置），。option　dcca=1　在直流扫描时　



强行计算随电压变化的电容，。option　captab对二极管、BJT管、MOS、JFET、无源电容器，　



打印出信号的节点电容值，。option　dcstep=val将直流模型和器件转换为电导，主要应用　



于“No　DC　Path　to　Ground”或有直流通路，但不符合Hspice定义的情况。　　



　（2）MODEL　OPTION　语句：　　



　　　SCALE影响器件参数，如：L、W、area，SCALM影响model参数，如：tox、vto、tnom。　　



　（3）注释语句　　



6　　　　


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　　　注释语句以”*”为首字符，位置是任意的，它为非执行语句。　　



1。7　仿真控制和收敛　　



　　　Hspice仿真过程采用Newton…Raphson算法通过迭代解矩阵方程，使节点电压和支路电　



流满足Kirchoff定律。迭代算法计算不成功的节点，主要是因为计算时超过了Hspice限制　



的每种仿真迭代的总次数从而超过了迭代的限制，或是时间步长值小于Hspice允许的最小　



值。　　



　（1）造成　Hspice　仿真不收敛主要有“No　Convergence　in　DC　Solution”和“Timestep　too　　



Small”，其可能的原因是：　　



　　　①电路的拓扑结构：　　



　　　电路拓扑结构造成仿真不收敛主要有：电路连线错误，scale、scalm和param语句错误，　



其他错误可以通过查找列表文件中的warning和errors发现。　　



　　　解决的方法是：将电路分成不同的小模块，分别进行仿真；简化输入源；调整二极管　



的寄生电阻；调整错误容差，重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等。　　



　　　②仿真模型：　　



　　　由于所有的半导体器件模型都可能包含电感为零的区域，因此可能引起迭代的不收敛。　　



　　　解决的方法是：在PN结或MOS的漏与源之间跨接一个小电阻；将。option中默认的　



GMINDC、GMIN增大。　　



　　　③仿真器的options设置：　　



　　　仿真错误容差决定了仿真的精度和速度，要了解你所能接受的容差是多少。　　



　　　解决的方法是：调整错误容差，重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS　



等。　　



　（2）针对仿真分析中可能出现的不收敛情况进行分析：　　



　　　①直流工作点分析：　　



　　　每种分析方式都以直流操作点分析开始，由于Hspice有很少的关于偏置点的信息，所　



以进行DC　OP分析是很困难的，分析结果将输出到。ic