Hspice應(yīng)用講解

1、Hspice應(yīng)用講解Hspice應(yīng)用講解Hspice是一種通用電路分析程序，可用來(lái)進(jìn)行集成電路和電子線(xiàn)路的分析模擬。它可以用來(lái)分析電路的非線(xiàn)性直流特性，線(xiàn)性交流小信號(hào)特性，非線(xiàn)性瞬態(tài)特性，溫度特性等。其中，直流分析（.DC）不光可進(jìn)行直流轉(zhuǎn)移特性分析，還可進(jìn)行直流工作點(diǎn)（.OP），直流小信號(hào)傳輸特性（.TF），直流小信號(hào)靈敏度（.SENS）分析；在進(jìn)行交流分析（.AC）的同時(shí)還可進(jìn)行噪聲特性（.NOISE）和失真特性（.DISTO）分析；在進(jìn)行瞬態(tài)分析（.TRAN）的同時(shí)還可進(jìn)行傅立葉（.FOUR）分析；進(jìn)行溫度特性分析（.TEMP）以求得電路的溫度特性。在進(jìn)行交流分析和瞬態(tài)分析前先進(jìn)行直流分

2、析，以決定其非線(xiàn)性組件的線(xiàn)性化小信號(hào)模型和其初始條件。Hspice輸入描述文件格式： 標(biāo)題語(yǔ)句 組件語(yǔ)句 模型語(yǔ)句子電路.SUBCKT 組件語(yǔ)句, 模型語(yǔ)句子電路調(diào)用.ENDS語(yǔ)句 控制語(yǔ)句 結(jié)束語(yǔ)句Hspice的輸入描述文件格式是一種自由格式，其輸入的第一條語(yǔ)句必須是標(biāo)題語(yǔ)句，且不能省略；最后一條語(yǔ)句必須是結(jié)束語(yǔ)句（.END），其余語(yǔ)句的順序是任意的。在輸入描述文件的任何地方都可插入注釋語(yǔ)句（在語(yǔ)句前加“*”或“$”），程序只對(duì)注釋語(yǔ)句進(jìn)行原樣打印而不進(jìn)行任何處理。組件語(yǔ)句是說(shuō)明該組件的拓?fù)潢P(guān)系和組件值的。每個(gè)組件給予一個(gè)組件名，組件名的第一個(gè)字母說(shuō)明該組件的類(lèi)型，Hspice并對(duì)各種類(lèi)型的

3、組件所對(duì)應(yīng)的英文字母作了規(guī)定，組件名不能重復(fù)。組件的節(jié)點(diǎn)號(hào)可以用一正整數(shù)表示，也可以用網(wǎng)點(diǎn)名表示。模型語(yǔ)句是說(shuō)明該組件的模型參數(shù)的。在模型語(yǔ)句中定義一組組件模型參數(shù)并賦予一個(gè)唯一的模型名，在組件語(yǔ)句中即可引用此模型名，表明此組件具有該組模型參數(shù)值。子電路是用一組組件語(yǔ)句來(lái)定義，程序會(huì)自動(dòng)將這組組件插入到子電路被調(diào)用的地方，其大小和復(fù)雜性沒(méi)有限制，并允許其包含其它子電路。在電路中不能包括短路的電壓源和電感，開(kāi)路的電流源和電容，電路中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都不能懸空。控制語(yǔ)句是控制程序的運(yùn)行和規(guī)定分析及輸出的內(nèi)容。如溫度語(yǔ)句，工作點(diǎn)分析語(yǔ)句，交流分析語(yǔ)句，瞬態(tài)分析語(yǔ)句，打印語(yǔ)句，繪圖語(yǔ)句和可選項(xiàng)語(yǔ)句等。Hsp

4、ice的每條語(yǔ)句都有若干個(gè)字段，字段之間由空格或符號(hào)隔開(kāi)，多余的空格將被忽略，字段內(nèi)不能隨意加空格，即字段不能斷開(kāi)。字段可以是字符段或數(shù)字段，字符段必須以字母開(kāi)頭，長(zhǎng)度不超過(guò)8個(gè)字符，多余的字符將被忽略，且由用戶(hù)定義的字符段中不能包括Hspice輸入描述語(yǔ)言中已定義的字符段（即保留字）；數(shù)字段可以為整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)，其后可直接跟下列比例因子：K=1E3，MEG=1E6，G=1E9，T=1E12，M=1E-3，U=1E-6，N=1E-9，P=1E-12，F(xiàn)=1E-15，MIL=25.4E-6比例因子必須緊跟在數(shù)字后面，不是比例因子的字母及比例因子之后的字母均被忽略。如一個(gè)語(yǔ)句一行寫(xiě)不完，可在下一行接

5、著寫(xiě)，該行稱(chēng)為續(xù)行，續(xù)行的第一列必須是“+”號(hào)，續(xù)行數(shù)沒(méi)有限制。Hspice模擬仿真流程： 調(diào)用Hspice程序 讀入.sp(i)文件 文件檢錯(cuò) 是否要分析直流傳輸特性或工作點(diǎn) N 設(shè)定溫度 Y 直流傳輸特性分析 直流工作點(diǎn)分析 是否要分析交流特性 N Y 交流特性分析 是否要分析瞬態(tài)特性 N Y 直流傳輸特性分析 直流工作點(diǎn)分析 瞬態(tài)特性分析 是否要分析溫度特性 Y 輸出結(jié)果N Hspice輸出文件類(lèi)型如下表：輸 出 文 件 類(lèi) 型 擴(kuò) 展 名列表輸出，其內(nèi)容包括仿真所用的名字和版本；Meta-Software單元信息；輸入文件名；使用者名；注冊(cè)資料；拷貝的輸入網(wǎng)點(diǎn)文件；節(jié)點(diǎn)計(jì)算；操作點(diǎn)參數(shù)

6、；每個(gè)source和sub-circuit的電壓降，電流，功耗的詳細(xì)情況；由. PLOT語(yǔ)句產(chǎn)生低分辯率圖表；. PRINT語(yǔ)句結(jié)果；. OPTIONS語(yǔ)句結(jié)果。. lis，或使用者指定瞬態(tài)分析結(jié)果，它包含瞬態(tài)分析的資料結(jié)果，是在輸入文件同時(shí)有. TRAN和. OPTION POST語(yǔ)句時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)分析記錄文件。. tr# +瞬態(tài)分析測(cè)量結(jié)果，它是. MEASURE TRAN語(yǔ)句分析結(jié)果。. mt#DC分析結(jié)果，包含其使用的步長(zhǎng)或在. DC語(yǔ)句中定義的掃描頻率下的分析結(jié)果，包括噪聲，失真或網(wǎng)絡(luò)分析。. sw# +DC分析測(cè)量結(jié)果，它是. MEASURE DC語(yǔ)句分析結(jié)果。. ms# AC分析結(jié)

7、果，包含一個(gè)頻率功能的輸出變量列表，符合其后的. AC語(yǔ)句的使用者規(guī)格。. ac# +AC分析測(cè)量結(jié)果，它是. MEASURE AC語(yǔ)句分析結(jié)果。. ma#硬拷貝圖表資料（從meta.cfg PRTDEFAULT）. gr# +數(shù)字輸出，包含從U單元A2D轉(zhuǎn)換選項(xiàng)得到的轉(zhuǎn)換數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。. a2dFFT分析圖表數(shù)據(jù)，包含顯示FFT分析波形的圖表數(shù)據(jù)。. ft# +分支電路交叉列表，它說(shuō)明了在符合分支電路定義下調(diào)用的分支電路節(jié)點(diǎn)名。. pa#輸出情況，包含運(yùn)行時(shí)間結(jié)果：每個(gè)CPU狀態(tài)的開(kāi)始和結(jié)束時(shí)間；廢棄的選擇項(xiàng)設(shè)置警告；預(yù)先檢查注冊(cè)資料，輸入語(yǔ)法，模型和電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的情況；對(duì)困難電路使用的Hspi

8、ce收斂方法。. st# 操作點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓（初始狀態(tài)），對(duì)于. SAVE語(yǔ)句。. ic注意：#表任一掃描編號(hào)或硬拷貝文件編號(hào)。+只有在使用. POST語(yǔ)句產(chǎn)生圖表數(shù)據(jù)才會(huì)生成。+需要. GRAPH語(yǔ)句或在meta.cfg文件中有一文件輸出指針。在PC版的Hspice中此文件不能產(chǎn)生。+只有在使用. FFT語(yǔ)句才會(huì)生成。Hspice基本組件描述：在下列描述中，“ ”內(nèi)的域?yàn)榭蛇x項(xiàng)，其余的域?yàn)楸仨毜?；name1，name2為可選的字符串，字符串最多可有八個(gè)字符（包括首字符），但其中不能出現(xiàn)分隔符（如空格，等號(hào)，逗號(hào)等）。1 電阻：Rname N1 N2 value TC=TC1，TC2R為關(guān)鍵詞，N

9、1，N2為與電阻相連的兩節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號(hào)，電阻值可為正值或負(fù)值，其單位為歐姆。TC1，TC2為電阻的溫度系數(shù)，電阻值按下式隨溫度而變化：R（T）=R（TD）（1+TC1（T- TD ）+TC2（T- TD ）2）當(dāng)兩可選參數(shù)TC1，TC2未給出時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)賦零。T0為標(biāo)稱(chēng)溫度，可由.OPTIONS控制語(yǔ)句進(jìn)行修改。2 電容：Cname N+ N- PLOY value C1 C2 IC=vC為關(guān)鍵詞，N+，N-表電容的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，可選項(xiàng)PLOY表示該電容是一個(gè)隨電壓變化的非線(xiàn)性電容，其值可由下式求得：C（V）=value+C1V+C2V2+CnVn，其中n20。IC= 項(xiàng)為初始條件項(xiàng)，其作用將視瞬

10、態(tài)分析語(yǔ)句中是否有UIC（Use Initial Condition）關(guān)鍵詞而不同：若瞬態(tài)分析語(yǔ)句中有UIC項(xiàng)，則進(jìn)行瞬態(tài)分析時(shí)，將以IC項(xiàng)所給值作為該組件的瞬態(tài)分析初始條件。3 電感：Lname N+ N- PLOY value L1 L2 IC=iL為關(guān)鍵詞，N+，N-表電感的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，電流從正節(jié)點(diǎn)流到負(fù)節(jié)點(diǎn)?？蛇x項(xiàng)PLOY表示該電感是一個(gè)隨電流變化的非線(xiàn)性電感，其值可由下式求得：L（V）=value+L1I+L2I2+LnIn，其中n20。IC= 項(xiàng)為初始條件項(xiàng)，其作用將視瞬態(tài)分析語(yǔ)句中是否有UIC（Use Initial Condition）關(guān)鍵詞而不同：若瞬態(tài)分析語(yǔ)句中有UIC項(xiàng)，則

11、進(jìn)行瞬態(tài)分析時(shí)，將以IC項(xiàng)所給值作為該組件的瞬態(tài)分析初始條件。4 互感：Kname1 Lname2 Lname3 value K為關(guān)鍵詞，Lname2和Lname3為兩個(gè)耦合電感名，耦合系數(shù)的取值范圍為大于0小于1，每個(gè)電感的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)作為同名端。5 傳輸線(xiàn)：Tname N1 N2 N3 N4 Z0=value TD=val2 F=freq NL=nlen +IC=v1，i1，v2，i2 T為關(guān)鍵詞，N1，N2是埠1的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，N3，N4是埠2的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。Z0為特性阻抗值，TD為傳輸延遲值，F(xiàn)為頻率，NL相當(dāng)于在頻率F時(shí)傳輸線(xiàn)波長(zhǎng)的歸一化電學(xué)長(zhǎng)度。如指定F而省去NL，則NL缺省值為0.25。

12、傳輸線(xiàn)的傳輸延遲值必須以下列兩種方法中的一種輸入： 1）.直接給出TD值； 2）.由F和NL兩項(xiàng)求出，即TD=NL/F。 v1，i1，v2，i2分別為埠1和端口2的電壓，電流的初始值。6 線(xiàn)性和非線(xiàn)性受控源：Hspice包含四種線(xiàn)性和四種非線(xiàn)性受控源，它們分別為：線(xiàn)性電壓控制電流源：I=GV，Gname N+ N- NC+ NC- value線(xiàn)性電壓控制電壓源：V=EV，Ename N+ N- NC+ NC- value線(xiàn)性電流控制電流源：I=FI，F(xiàn)name N+ N- Vname value線(xiàn)性電流控制電壓源：V=HI，Hname N+ N- Vname valueG，E，F(xiàn)，H分別為跨導(dǎo)

13、，電壓增益，電流增益和互阻因子。N+，N-分別為受控源的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，NC+，NC-分別為控制電壓源的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，Vname為控制電流所流過(guò)的電壓源的名稱(chēng)，語(yǔ)句中的value值分別為各受控對(duì)應(yīng)的跨導(dǎo)值，電壓增益值，電流增益值和互阻因子值。Hspice允許以一組多項(xiàng)式系數(shù)來(lái)描述非線(xiàn)性受控源，并且控制變量可以是多維的，維數(shù)與系數(shù)的數(shù)目沒(méi)有限制，但系數(shù)的意義隨維數(shù)的不同而改變。其語(yǔ)句格式為：非線(xiàn)性電壓控制電流源：Gnamen+n-POLY （nd） nc1+nc1- ncnd+ncnd-P0 P1 IC=控制電壓初值非線(xiàn)性電壓控制電壓源：Enamen+n-POLY （nd） nc1+nc1- ncnd+n

14、cnd-P0 P1 IC=控制電壓初值非線(xiàn)性電流控制電流源：namen+n-POLY （nd） Vname1 VnamendP0 P1 IC=控制電壓初值非線(xiàn)性電流控制電壓源：namen+n-POLY （nd） Vname1 VnamendP0 P1 IC=控制電壓初值n+，n-為受控源的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，POLY為非線(xiàn)性受控源關(guān)鍵詞，nd為控制變量維數(shù)，nc1+，nc1- ncnd+，ncnd-分別為nd個(gè)控制電壓源的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，Vname1 Vnamend分別為nd個(gè)控制電流所流過(guò)的電壓源的名稱(chēng)，P0 ，P1是多項(xiàng)式的系數(shù)。初始條件IC項(xiàng)給出受控源的初始條件，計(jì)算時(shí)將先使控制變量取IC項(xiàng)所給值，求電

15、路的直流工作點(diǎn)；收斂后繼續(xù)迭代，再求出控制變量的最終精確解。若不給IC項(xiàng)，則控制變量的初始值為零。以電壓控制電壓源為例，如控制電壓為一維的，則受控電壓為：V（VX）=P0+P1VX+P2VX2+ P3VX3+ PnVXn；如控制電壓為二維的，則受控電壓為：V（VX，Vy）=P0+P1VX+P2Vy+P3VX2+P4VXVy+P5Vy2+P6VX3+P7VX2Vy +P8VXVy2+P9Vy3+如控制電壓為三維的，則受控電壓為： 7 獨(dú)立電壓源和電流源：Vname N+ N- DC value AC magval phaseval + PULSE（ v1 v2 td tr tf pw per ）

16、 or SIN （vo va freq td kd ） or EXP （v1 v2 td1 t1 td2 t2 ） or PWL（ t1 v1 t2 v2 tn vn ） or SFFM（ vo va freq mdi fs ） or AM（ vo va freq fs td ） 或Iname N+ N- DC value AC magval phaseval + PULSE（ i1 i2 td tr tf pw per ） or SIN （io ia freq td kd ） or EXP （i1 i2 td1 t1 td2 t2 ） or PWL（ t1 i1 t2 i2 tn in ）

17、or SFFM（ io ia freq mdi fs ） or AM（ io ia freq fs td ） V和I 為獨(dú)立電壓源和電流源的關(guān)鍵詞，N+和N-為電源的正負(fù)節(jié)點(diǎn)，這里規(guī)定電流源的方向是從正節(jié)點(diǎn)經(jīng)電源內(nèi)部流向負(fù)節(jié)點(diǎn)。一個(gè)獨(dú)立源，可以同時(shí)給出三種分析類(lèi)型的信號(hào)源值，上面第一個(gè)選擇項(xiàng)為電源的直流值，第二個(gè)選擇項(xiàng)為交流資料，第三個(gè)選擇項(xiàng)為瞬態(tài)資料。程序在作不同的分析時(shí)，將取相應(yīng)的信號(hào)源資料。若作直流分析，取直流常數(shù)值；若作交流分析，獨(dú)立源被視為由振幅和相位所描述的正弦小信號(hào)（頻率即為交流分析頻率）；當(dāng)作瞬態(tài)分析時(shí)，則用隨時(shí)間變化的瞬態(tài)資料（也可能是常數(shù)）；直流和瞬態(tài)分析可用同一值描述，如

18、值隨時(shí)間變化，則取t=0的值作直流分析。DC為直流信號(hào)的關(guān)鍵詞，如直流值為零也可省略不寫(xiě)。模擬時(shí)可用零值電壓源表電流表，因每個(gè)電壓源和電流值都將被打印。AC為交流信號(hào)的關(guān)鍵詞，交流信號(hào)的振幅和相位的缺省值分別為“1”和“0”。當(dāng)電路中只有一個(gè)交流信號(hào)輸入時(shí)，交流信號(hào)的振幅通常設(shè)為1，以便求得電路的增益。注意，Hspice中相位的單位為度。瞬態(tài)分析所需的信號(hào)源的值是隨時(shí)間而變化的，隨時(shí)間變化的關(guān)系可以是下列六種形式之一：脈沖信號(hào)源：PULSE（val1 val2 td tr tf pw per） 脈沖信號(hào)參數(shù)的意義及其缺省值如表1所示，表中tstep和tstop分別是瞬態(tài)分析的時(shí)間步長(zhǎng)和時(shí)間終值

19、，它們均由.TRAN語(yǔ)句定義。脈沖信號(hào)源一個(gè)周期內(nèi)的信號(hào)值由表2決定，中間時(shí)間點(diǎn)上的信號(hào)值由輸入值的線(xiàn)性插值法求得。參 數(shù) 描 述缺省值 單 位val1初始值V或Aval2脈沖值V或Atd延遲時(shí)間 0 str上升時(shí)間tstepstf下降時(shí)間tstepspw脈沖寬度tstopsper周期tstops時(shí) 間數(shù)值 0val1 tdval1td+ trVal2td+ tr+pwVal2td+ tr+pw+tfval1td+ perval1 表1 表2 脈沖信號(hào)源的波形如下圖所示： V val2 0 t val1 td tr pw tf per正弦信號(hào)源：SIN（off amp freq td kd p

20、h） 正弦信號(hào)參數(shù)的意義及其缺省值如表1所示，正弦信號(hào)源的值由表2決定。參 數(shù) 描 述缺省值 單 位off 直流偏置V或Aamp 幅度V或Afreq 頻率1/tstep Hztd延遲時(shí)間0skd 阻尼因子01/sph相位延遲0（度）表1 時(shí) 間數(shù) 值 0 tdoff+amp*SIN（2*ph/360） tdoff+amp*EXP（td*kd-t）*SIN2*freq*（t-td）+ph/360表2正弦信號(hào)源的波形如下圖所示： V amp 由kd決定的衰減包絡(luò)線(xiàn) off -amp td per per=1/freq 0 t指數(shù)信號(hào)源：EXP（val1 val2 td1 t1 td2 t2）指數(shù)信

21、號(hào)參數(shù)的意義及其缺省值如表1所示，指數(shù)信號(hào)源的值由表2決定。參 數(shù) 描 述缺省值 單 位val1 初始值V或Aval2脈沖值V或Atd1上升延遲時(shí)間0 st1上升延遲時(shí)間常數(shù)tstepstd2下降延遲時(shí)間td1+tstepst2下降延遲時(shí)間常數(shù)tsteps表1 時(shí) 間數(shù) 值 0 td1val1td1 td2val1+（val2- val1）*1-EXP（td1-t）/t1td2val1+（val2- val1）*1- EXP（td1-td2）/t1*EXP（td2-t）/t2表2指數(shù)信號(hào)源的波形如下圖所示： V val2 t1 t2 0 t val1 td1 td2 分段線(xiàn)性化信號(hào)源：PWL（

22、t1 val1 t2 val2 tn valn） t1，t2，tn為時(shí)間點(diǎn)，val1，val2，valn為對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的信號(hào)源值，ti和ti+1之間的數(shù)值是由vali和vali+1用插值法求得。 分段線(xiàn)性化信號(hào)源的波形如下圖所示：V val3 val4 val1 val2 val5 val6 0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t 調(diào)頻信號(hào)源：SFFM（off amp fcar mdind fsig）調(diào)頻信號(hào)參數(shù)的意義及其缺省值如表1所示。 參 數(shù) 描 述缺省值 單 位off直流偏置V或Aamp載波幅度V或Afcar載波頻率1/tstop 1/smdind調(diào)制系數(shù)0fsig信號(hào)頻率1/tst

23、op1/s表1調(diào)頻信號(hào)源的值由下式?jīng)Q定：value=off+amp*SIN2*fcar*t+mdind*SIN(2* fsig*t)調(diào)頻信號(hào)源的波形如下圖所示：V amp off -amp fsig fcar 0 t 調(diào)幅信號(hào)源：AM（amp off fmod fcar td）調(diào)幅信號(hào)參數(shù)的意義及其缺省值如表1所示。 參 數(shù) 描 述缺省值 單 位amp載波幅度 0V或Aoff直流偏置 0V或Afmod調(diào)制頻率1/tstop 1/sfcar載波頻率 0 1/std延遲時(shí)間 01/s表1調(diào)幅信號(hào)源的值由下式?jīng)Q定：value= amp * off +SIN2* fmod *（t-td）*SIN2*

24、fcar*（t-td）調(diào)幅信號(hào)源的波形如下圖所示：V amp fmod fcar 0 t -amp td fcar 8 二極管：Cname n+ n- modname area OFF IC=icvalC為關(guān)鍵詞，n+，n-是正負(fù)節(jié)點(diǎn)，modname為模型名，它必須在. MODEL語(yǔ)句中進(jìn)行說(shuō)明。area為面積因子，為一無(wú)量綱的數(shù)，表示器件面積與模型語(yǔ)句中定義的“單位面積” 器件的面積比值，與面積有關(guān)的模型參數(shù)將乘以或除以這個(gè)面積因子。OFF項(xiàng)可幫助實(shí)現(xiàn)直流收斂，其作用是將器件作截止處理，迭代收斂后再使器件正常工作，繼續(xù)迭代求得精確解。如. TRAN分析語(yǔ)句中有UIC項(xiàng)，那么IC參數(shù)的值icv

25、al則為瞬態(tài)分析的初始條件。9 晶體管：Qname nc nb ne ns modname area OFF IC=Vbe，VceQ為關(guān)鍵詞，nc，nb，ne分別表晶體管的集電極，基極和發(fā)射極，ns表襯底節(jié)點(diǎn)，缺省時(shí)則認(rèn)為它是接地的。其余modname，面積因子“area”，關(guān)鍵詞“OFF”，初始條件“IC=”項(xiàng)等的意義如前所述。10 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管：Jname nd ng ns modname area OFF IC=Vds，VgsJ為關(guān)鍵詞，nd，ng，ns分別表結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的漏極，柵極和源極節(jié)點(diǎn)，其余各項(xiàng)的意義如前所述。11 MOS管：Mname nd ng ns nb modname L

26、=lval W=wval +AD=adval AS=asval PD=pdval PS=psval NRD=nrdval +NRS=nrsval OFF IC=Vds，Vgs，VbsM為關(guān)鍵詞，nd，ng，ns，nb分別表MOS管的漏極，柵極，源極和襯底節(jié)點(diǎn)。L和W分別為溝道長(zhǎng)度和寬度，缺省值為100U。AD，AS分別為漏極和源極擴(kuò)散區(qū)面積，缺省值為0。PD，PS分別為漏極和源極擴(kuò)散區(qū)周長(zhǎng)，缺省值為0。NRD，NRS分別為漏極和源極擴(kuò)散區(qū)等效方塊面積數(shù)目，缺省值為1。其中，L，W，AD，AS這四個(gè)參數(shù)均能通過(guò). OPTIONS語(yǔ)句進(jìn)行修改。Hspice子電路描述語(yǔ)句：在Hspice中，可以把電

27、路中重復(fù)出現(xiàn)的相同單元定義為“子電路”，作為“宏模塊” 重復(fù)調(diào)用，從而使Hspice的電路描述更加簡(jiǎn)潔明了。子電路與外部電路相聯(lián)系的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為子電路的外部節(jié)點(diǎn)，只在子電路內(nèi)部使用的節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為子電路的局部節(jié)點(diǎn)。局部節(jié)點(diǎn)只在子電路內(nèi)部有效，因此局部節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號(hào)可以與調(diào)用該子電路的主電路的節(jié)點(diǎn)號(hào)相同。只有接地節(jié)點(diǎn)例外，因其無(wú)論對(duì)于子電路還是對(duì)于主電路，它都是接地點(diǎn)或參考節(jié)點(diǎn)。子電路的描述以子電路定義語(yǔ)句開(kāi)頭，然后是一組描述這個(gè)子電路的描述語(yǔ)句，最后是結(jié)束語(yǔ)句。子電路中可以直接調(diào)用主電路中描述的模型語(yǔ)句，也可以有自己的模型語(yǔ)句，還可以再定義和調(diào)用子電路（即“嵌套”），但不可出現(xiàn)其它控制語(yǔ)句。子電路中的模型

28、語(yǔ)句和嵌套子電路都是局部的，即只在子電路內(nèi)部有效，外部不能調(diào)用。1 子電路定義語(yǔ)句：SUBCKT subname n1 n2 n3 subname是用戶(hù)給予電路起的名字，n1，n2，n3是子電路的外部節(jié)點(diǎn)。SUBCKT語(yǔ)句后是一組描述子電路的語(yǔ)句，這些語(yǔ)句可以是基本電路器件描述語(yǔ)句，獨(dú)立電壓源和電流源語(yǔ)句，半導(dǎo)體器件描述語(yǔ)句以及模型語(yǔ)句，還可以是對(duì)其他子電路的調(diào)用語(yǔ)句，但不能是控制語(yǔ)句。子電路描述的最后一個(gè)語(yǔ)句是結(jié)束語(yǔ)句。2 結(jié)束語(yǔ)句：ENDS subname如給出子電路名（subname），就表示結(jié)束subname子電路的描述，否則表示結(jié)束所有子電路的描述。3 子電路的調(diào)用：Xname N1

29、 N2 N3 subname子電路每次被調(diào)用時(shí)，都需給它賦一個(gè)標(biāo)識(shí)符Xname，子電路的標(biāo)識(shí)符必須以字符X打頭。N1，N2，N3是主電路的節(jié)點(diǎn)，通過(guò)它們與子電路相連，因此N1，N2，N3必須與子電路的外部節(jié)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。 Hspice的控制語(yǔ)句：1 分析類(lèi)型語(yǔ)句： 直流分析：直流分析語(yǔ)句：DC var1 start1 stop1 incr1 var 2 start2 stop2 incr2 或DC var1 start1 stop1 incr1SWEEP var 2 type np start2 stop2 或DC var1 type np start1 stop1 SWEEP DATE=dat

30、enm 或DC DATE=datenm SWEEP var2 start2 stop2 或DC DATE=datenm 或DC var1 type np start1 stop1 SWEEP MONTE=val 或DC MONTE=val 或DC DATE=datenm OPTIMIZE=opt RESULTS=mea MODEL=optmod 或DC var1 start1 stop1 SWEEP OPTIMIZE=opt RESULTS=mea MODEL=optmod 直流分析語(yǔ)句將完成對(duì)一個(gè)電路和器件的直流轉(zhuǎn)移特性的分析，尤其是半導(dǎo)體器件的直流特性的分析。其中，var為所要進(jìn)行的掃描激

31、勵(lì)源名，它可以是電壓源或電流源名，任何器件或模型參數(shù)，或者是關(guān)鍵詞TEMP，Hspice在進(jìn)行直流分析時(shí)，允許有兩個(gè)掃描激勵(lì)源，start為所要進(jìn)行的掃描激勵(lì)源的起始值，stop為終止值，incr為增量；type為跟蹤分析關(guān)鍵詞，包括：DEC 十倍頻程變化；OCT 倍頻程變化； LIN 線(xiàn)性變化； POI 點(diǎn)數(shù)組表；np表以十倍頻程或倍頻程選取的頻率點(diǎn)數(shù)，或?qū)?yīng)前面關(guān)鍵詞的總分析點(diǎn)數(shù)（其中，十倍頻程中頻率點(diǎn)是以對(duì)數(shù)函數(shù)等間隔選取的）；datenm為調(diào)用的DATE語(yǔ)句名；MONTE=val是在高斯型的，均勻的或任意范圍內(nèi)的分布中選擇一個(gè)數(shù)值val；OPTIMIZE指在PARAM語(yǔ)句中指定參數(shù)的優(yōu)

32、化；RESULTS指在MEASURE語(yǔ)句中指定參數(shù)的優(yōu)化；MODEL指在MODEL OPT語(yǔ)句中指定參數(shù)的優(yōu)化；程序?qū)⑨槍?duì)激勵(lì)源的每個(gè)掃描值，求出電路所對(duì)應(yīng)的響應(yīng)，包括任何參數(shù)值，任何電源值，任何溫度范圍，進(jìn)行直流MONTE CARLO分析（隨機(jī)掃描），進(jìn)行直流電路優(yōu)化，進(jìn)行直流模型描述。直流工作點(diǎn)分析語(yǔ)句：OP format1 time1 format2 time2 直流工作點(diǎn)分析將求解出電路的直流工作點(diǎn)。在作直流分析時(shí)，程序?qū)㈦娙菘醋鏖_(kāi)路，電感看作短路。在作交流分析或瞬態(tài)分析時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析。當(dāng)電路描述中，沒(méi)有規(guī)定任何分析類(lèi)型時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析。其中，form

33、at表跟蹤分析關(guān)鍵詞（只有第一個(gè)字母有效，默認(rèn)值為ALL），包括：ALL 全部工作點(diǎn)，包括電壓，電流，電導(dǎo)和電容；指定時(shí)間的電壓/電流的輸出。BRIEF 對(duì)每個(gè)組件的電壓，電流和功耗生成一個(gè)線(xiàn)性摘要，電流單位為毫安，功耗單位為毫瓦。CURRENT 對(duì)電壓列表，每個(gè)電流和功耗的一個(gè)簡(jiǎn)短摘要。DEBUG 通常只用于程序在非收斂的仿真過(guò)程中。調(diào)試打印非收斂節(jié)點(diǎn)的新電壓值，舊電壓值和它們之間的公差（非收斂程度）。它也要打印非收斂組件和它們的公差值。NONE 禁止節(jié)點(diǎn)和組件打印輸出，但允許執(zhí)行額外的指定分析。VOLTAGE 只有電壓列表。注意：上述關(guān)鍵詞是互不兼容的，在同一時(shí)間只有一個(gè)被使用。time表

34、在打印記錄時(shí)，參數(shù)直接按照全部的，電壓，電流或者調(diào)試和指定時(shí)間來(lái)排列。 直流小信號(hào)傳輸函數(shù)分析語(yǔ)句：TF ov srcnameov指小信號(hào)輸出變量；srcname指小信號(hào)輸入來(lái)源；直流小信號(hào)傳輸函數(shù)分析語(yǔ)句定義了直流小信號(hào)分析的小信號(hào)輸出和輸入，將完成對(duì)小信號(hào)傳輸函數(shù)的分析，通常用于計(jì)算電路的輸出/輸入的小信號(hào)傳輸函數(shù)，直流增益和輸入，輸出電阻。 直流小信號(hào)靈敏度分析語(yǔ)句：SENS ov1 ov2 ov1，ov2 指直流分量靈敏度分析分支電流或節(jié)點(diǎn)電壓名。直流小信號(hào)靈敏度分析語(yǔ)句用于對(duì)指定的電路參數(shù)的直流小信號(hào)靈敏度的計(jì)算，它對(duì)于大電路會(huì)產(chǎn)生非常大的輸出數(shù)據(jù)。 極點(diǎn)/零點(diǎn)分析語(yǔ)句：PZ ov

35、srcnameov指輸出變量：一個(gè)節(jié)點(diǎn)電壓或分支電流（組件）。srcname指輸入來(lái)源：一個(gè)獨(dú)立電壓源或電流源名。交流分析： 交流分析語(yǔ)句：AC type np fstart fstop 或AC type np fstart fstop SWEEP var start stop incr 或AC type np fstart fstop SWEEP var type np start stop 或AC var start stop incr 或AC type np fstart fstop SWEEP DATE=datenm 或AC DATE=datenm 或AC DATE=datenm OP

36、TIMIZE=opt RESULTS=mea MODEL=optmod 或AC type np fstart fstop SWEEP MONTE=valtype為跟蹤分析關(guān)鍵詞，包括：DEC 十倍頻程變化；OCT 倍頻程變化； LIN 線(xiàn)性變化； POI 點(diǎn)數(shù)組表；np表以十倍頻程或倍頻程選取的頻率點(diǎn)數(shù)，或總分析點(diǎn)數(shù)，與上述關(guān)鍵詞相對(duì)應(yīng)（其中，十倍頻程中頻率點(diǎn)是以對(duì)數(shù)函數(shù)等間隔選取的）； fstart為起始頻率（如典型變量“POI”存在，則一個(gè)頻率列表將指定替換“fstart fstop”的值）；fstop為終止頻率；var為所要進(jìn)行的掃描激勵(lì)源名，它可以是獨(dú)立電壓源或電流源名，任何器件或模型

37、參數(shù)，或者是關(guān)鍵詞TEMP；start為電壓，電流，組件或模型參數(shù)的起始值；stop為電壓，電流，組件或模型參數(shù)的終止值incr為電壓，電流，組件或模型參數(shù)的增量值（如變量“type”存在，則“np”為指定替換“incr” 的值）；datenm為調(diào)用的AC語(yǔ)句的資料名；MONTE=val是在一個(gè)分布中選擇出的參數(shù)值，是任意的值，這分布可以是高斯型，均勻的，任意范圍的；OPTIMIZE指在PARAM語(yǔ)句中指定參數(shù)的優(yōu)化；RESULTS指在MEASURE語(yǔ)句中指定參數(shù)的優(yōu)化；MODEL指在MODEL OPT語(yǔ)句中指定參數(shù)的優(yōu)化；交流分析語(yǔ)句要求Hspice作電路的交流小信號(hào)分析（即頻域分析），這就

38、要求電路中至少包含一個(gè)交流信號(hào)源。作交流分析時(shí)，程序先建立電路的小信號(hào)線(xiàn)性化等效電路，然后將頻率為fstart的交流小信號(hào)加入到該等效電路，求出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的相應(yīng)交流信號(hào)值。該過(guò)程不斷重復(fù)，直至求出頻率點(diǎn)fstop上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的交流信號(hào)值為止。在交流分析模式中，對(duì)PRINT語(yǔ)句和PLOT語(yǔ)句進(jìn)行了擴(kuò)充，使其可以按照下列類(lèi)型輸出（電壓或電流）：DB：分貝，表20*log10（幅值）； P：表響應(yīng)信號(hào)的相位；I：表輸出的虛部； R：表輸出的實(shí)部；M：表響應(yīng)信號(hào)的幅度； T：表響應(yīng)信號(hào)的群延遲。 失真分析語(yǔ)句：DISTO Rload inter skw2 refpwr spwf Rload表用戶(hù)指定的負(fù)

39、載電阻名，用于計(jì)算其上的輸出功率；inter表失真分析結(jié)果的打印輸出間隔；skw2表第二個(gè)頻率F2對(duì)指定頻率F1的比值，其值1E-3skw20.999，默認(rèn)值為0.9；refpwr表用戶(hù)指定的基準(zhǔn)參考功率，默認(rèn)值為1mW或0dbM，其值必須大于1E-10；spwf表第二個(gè)頻率F2的幅值，默認(rèn)值為1.0，其值必須大于1E-3；失真分析語(yǔ)句是要求在執(zhí)行交流分析的同時(shí)執(zhí)行失真分析，故其輸入文件中一定要包含AC語(yǔ)句。分析時(shí)先假定在輸入端疊加一個(gè)或兩個(gè)單頻信號(hào)，其頻率分別為F1（指交流分析的輸入信號(hào)）和F2（F2= skw2* F1），程序?qū)⒂?jì)算下列失真量：HD2：假定F2不存在，頻率分量2* F1的幅

40、值；HD3：假定F2不存在，頻率分量3* F1的幅值；SIM2：頻率分量F1+ F2的幅值；DIM2：頻率分量F1- F2的幅值；DIM3：頻率分量2*F1- F2的幅值；以上失真量均可用PRINT語(yǔ)句或PLOT語(yǔ)句打印輸出，所求得的失真量的值是等效的輸入信號(hào)的值。失真分析還包括計(jì)算出由用戶(hù)指定的負(fù)載電阻Rload上的輸出功率，并以用戶(hù)指定的參考功率refpwr為基準(zhǔn)輸出。注意：1）交流分析的結(jié)果表示的是電路的增益或傳輸函數(shù)，輸出值為10000并不意味輸出信號(hào)為10000V，而是表示輸出信號(hào)的幅值是輸入信號(hào)幅值的10000倍。2）失真量指的是等效的輸入信號(hào)值。 噪聲分析語(yǔ)句：NOISE ovv

41、 srcname inter ovv表用戶(hù)指定的輸出端點(diǎn)；srcname表用戶(hù)指定的輸入基準(zhǔn)端點(diǎn)；inter表噪聲分析結(jié)果的打印輸出間隔；噪聲分析語(yǔ)句是要求在執(zhí)行交流分析的同時(shí)執(zhí)行噪聲分析，故其輸入文件中一定要包含AC語(yǔ)句。該語(yǔ)句將在指定的輸出端（ovv）計(jì)算總的輸出噪聲，并在指定的輸入基準(zhǔn)端（srcname）計(jì)算等效輸入噪聲，計(jì)算的頻率點(diǎn)與交流分析相同，并在這些頻率點(diǎn)上，按照打印輸出間隔（inter），將每個(gè)噪聲源對(duì)輸出噪聲的影響打印出來(lái)。 噪聲疊加分析語(yǔ)句：SAMPLE FS=freq TOL=val NUMF=val MAXFLD=val BATA=valFS=freq表用戶(hù)指定基準(zhǔn)頻率

42、，單位為HZ；TOL表用戶(hù)指定的錯(cuò)誤容許公差，即在基帶上的噪聲功率和疊加的最高噪聲功率的比值，默認(rèn)值為1.0E-3；NUMF表用戶(hù)指定的最大允許頻率，默認(rèn)值為100；MAXFLD表最大允許疊加間隔，其值由式FMAX=MAXFLD* FS計(jì)算得到，默認(rèn)值為10；BATA表積分回路選擇或在基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)指定一個(gè)有效的積分噪聲。BATA=0時(shí)表沒(méi)有積分，BATA=1時(shí)表進(jìn)行簡(jiǎn)單積分（默認(rèn)值）。噪聲疊加分析語(yǔ)句相當(dāng)于將AC和NOISE語(yǔ)句的分析結(jié)果相“與”，是在輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的噪聲疊加分析。 交流網(wǎng)絡(luò)分析語(yǔ)句：NET input RIN=val 或NET input val 或NET ouput input ROUT=val RIN=valinput表輸入的交流電壓或電流源名；ouput表輸出埠，它可以是一個(gè)輸出電壓或電流；RIN表輸入或源極電阻關(guān)鍵詞，默認(rèn)值為1歐姆；ROUT表輸出或負(fù)載電阻關(guān)鍵詞，默