cadence_運(yùn)放仿真ppt課件

1、2022-5-7模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程模擬集成電路的設(shè)計(jì)流程1.交互式電路圖輸入2.電路仿真3.幅員設(shè)計(jì)4.幅員的驗(yàn)證DRC LVS5.寄生參數(shù)提取6.后仿真7.流片全定制全定制2022-5-7各種仿真器簡(jiǎn)介各種仿真器簡(jiǎn)介lSPICE : 由由UC Berkeley 開(kāi)發(fā)。用于非線性開(kāi)發(fā)。用于非線性 DC分析，非線性瞬態(tài)分析，非線性瞬態(tài)分析和線性的分析和線性的AC分析。分析。lHspice: 作為業(yè)界規(guī)范的電路仿真工具，它自帶了許多器件模型，作為業(yè)界規(guī)范的電路仿真工具，它自帶了許多器件模型，包括小尺寸的包括小尺寸的MOSFET和和MESFET。Cadence提供了提供了hspice的根的根本元

2、件庫(kù)并提供了與本元件庫(kù)并提供了與Hspice的全面的接口。的全面的接口。lSpectre: 由由Cadence開(kāi)發(fā)的電路仿真器，在開(kāi)發(fā)的電路仿真器，在SPICE的根底上進(jìn)展的根底上進(jìn)展了改良，使得計(jì)算的速度更快，收斂性能更好。了改良，使得計(jì)算的速度更快，收斂性能更好。2022-5-7常用常用analoglib庫(kù)的元器件庫(kù)的元器件器件Cell 名稱pnp管pnp電阻res地gnd電容cap直流電壓源vdc電感ind直流電流源idcNMOSnmos4方波發(fā)生源vpulsePMOSpmos4可編程方波發(fā)生源vpwlnpn管npn正弦波發(fā)生源vsin2022-5-7元器件元器件symbol視圖視圖20

3、22-5-72022-5-7ModelsAnalysesVariablesOutputsReturn 電路仿真電路仿真2022-5-7分析類型引見(jiàn)分析類型引見(jiàn)Tran分析：時(shí)間與電路參數(shù)的關(guān)系 (瞬時(shí)分析)DC分析： 電壓與電路參數(shù)的關(guān)系 (直流分析)AC分析： 頻率與電路參數(shù)的關(guān)系 (交流分析)2022-5-7三、模擬仿真的設(shè)置三、模擬仿真的設(shè)置( (重點(diǎn)重點(diǎn)) )Composer-schamatic界面中的Tools Analog Environment項(xiàng)可以翻開(kāi)Analog Design Environment 窗口，如右圖所示。2022-5-7Analog Design Simulat

4、ion菜單引見(jiàn)菜單引見(jiàn)Session菜單菜單Schematic Window Save State Load State Options Reset Quit回到電路圖保管當(dāng)前所設(shè)定的模擬所用到的各種參數(shù)加載曾經(jīng)保管的形狀一些顯示選項(xiàng)的設(shè)置重置analog artist。相當(dāng)于重新翻開(kāi)一個(gè)模擬窗口退出2022-5-7Setup菜單Setup菜單菜單Design Simulator/directory/host Temperature Model Library Environment選擇所要模擬的線路圖選擇模擬運(yùn)用的模型普通有cdsSpice hspiceS spectre等 設(shè)置模擬時(shí)的溫度

5、設(shè)置庫(kù)文件的途徑和仿真方式設(shè)置仿真的環(huán)境 后仿真時(shí)需設(shè)置2022-5-7Analyses菜單 選擇模擬類型。Spectre的分析有很多種，如右圖，最根本的有 tran瞬態(tài)分析 dc直流分析 ac交流分析。2022-5-7tran瞬態(tài)分析瞬態(tài)分析2022-5-7dc直流分析直流分析dc直流分析可以在直流條件下對(duì)temperature，Design Variable，Component Parameter，Model Parameter進(jìn)展掃描仿真舉例:對(duì)溫度的掃描丈量溫度系數(shù)電路隨電源電壓變化的變化曲線等2022-5-7ac交流分析交流分析 ac交流分析是分析電路性能隨著運(yùn)轉(zhuǎn)頻率變化而變化的仿真

6、。 既可以對(duì)頻率進(jìn)展掃描也可以在某個(gè)頻率下進(jìn)展對(duì)其它變量的掃描。2022-5-7Variables菜單 包括Edit等子菜單項(xiàng)?？梢詫?duì)變量進(jìn)展添加、刪除、查找、復(fù)制等操作。變量variables既可以是電路中元器件的某一個(gè)參量，也可以是一個(gè)表達(dá)式。變量將在參量掃描parametric analysis時(shí)用到。2022-5-7其它有關(guān)的菜單項(xiàng)1Tools/Parametric Analysis 它提供了一種很重要的分析方法它提供了一種很重要的分析方法參量分參量分析的方法，也即參量掃描?？梢詫?duì)溫度，用戶自析的方法，也即參量掃描?？梢詫?duì)溫度，用戶自定義的變量定義的變量variables進(jìn)展掃描，從而

7、找出最適進(jìn)展掃描，從而找出最適宜的值。宜的值。2022-5-7其它有關(guān)的菜單項(xiàng)2Outputs/To be plotted/selected on schematic schematic子菜單用來(lái)在電路原理圖上選取要顯示的波形點(diǎn)擊連線選取節(jié)點(diǎn)電壓，點(diǎn)擊元件端點(diǎn)選取節(jié)點(diǎn)電流，這個(gè)菜單比較常用。2022-5-7其它有關(guān)的菜單項(xiàng)3 Outputs/Setup 當(dāng)然我們需求輸出的有時(shí)不僅僅是電流、電壓，還有一些更高級(jí)的。比如說(shuō)：帶寬、增益等需求計(jì)算的值，這時(shí)我們可以在Outputs/setup中設(shè)定其稱號(hào)和表達(dá)式。在運(yùn)轉(zhuǎn)模擬之后，這些輸出將會(huì)很直觀的顯示出來(lái)。 舉個(gè)例子：標(biāo)識(shí)3db的點(diǎn)，我們用到的表達(dá)

8、式如下： bandwidthVF(“/Out)，3，“l(fā)ow。 需求留意的是：表達(dá)式普通都是經(jīng)過(guò)計(jì)算器caculator輸入的。Cadance自帶的計(jì)算器功能強(qiáng)大，除了輸入一些普通表達(dá)式以外，還自帶有一些特殊表達(dá)式，如bandwidth、average等等。 2022-5-7Calculator的運(yùn)用的運(yùn)用Calculator是一個(gè)重要的數(shù)據(jù)處置工具，可以用來(lái)仿真電源抑制比，相位裕度，共模抑制比2022-5-7其它有關(guān)的菜單項(xiàng)3Results菜單2022-5-7模擬結(jié)果的顯示以及處置在模擬有了結(jié)果之后，假設(shè)設(shè)定的output有plot屬性的話，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)出waveform窗口，并顯示outp

9、uts的波形，如左圖2022-5-7五、運(yùn)算放大器仿真實(shí)例1、電路圖的輸入共模反響型運(yùn)放，如以下圖所示：2022-5-72、建立Symbol圖2022-5-73、仿真電路圖表示2022-5-74、運(yùn)放小信號(hào)仿真例如l電源電壓Vdc=3.3 V；l交流信號(hào)源acm=1 V；l負(fù)載電容Cload=5p F；l采用Spectre分析方式，選擇交流分析ac，設(shè)置如下：l Sweep Variable： Frequencyl Sweep Range ：1 Hz100M Hzl仿真完成后，點(diǎn)擊 Result - Direct Plot - AC Gain&Phasel 查看運(yùn)放的幅頻特性和相頻特性

10、 l l2022-5-7仿真結(jié)果該運(yùn)放直流增益為80.9dB，單位增益帶寬為82M Hz，相位裕度為67.32deg。2022-5-7相位裕度與負(fù)載電容的關(guān)系曲線仿真相位裕度與負(fù)載電容的關(guān)系曲線仿真1、設(shè)置相位裕度輸出，點(diǎn)擊Outputs -Setup 其中運(yùn)用了Candence函數(shù)PhaseMargin2022-5-7相位裕度與負(fù)載電容的關(guān)系曲線仿真相位裕度與負(fù)載電容的關(guān)系曲線仿真2、點(diǎn)擊Tools- Parametric Analysis設(shè)置負(fù)載電容的掃描范圍和掃描步長(zhǎng)，其中Range Type選擇From/To，Step Control選擇Linear Steps2022-5-7相位裕度

11、與負(fù)載電容的關(guān)系曲線仿真相位裕度與負(fù)載電容的關(guān)系曲線仿真3、點(diǎn)擊Parametric Analysis中的Analysis-Start得到相位裕度與負(fù)載電容的關(guān)系曲線如圖：2022-5-75 運(yùn)放直流仿真例如l目的：仿真輸出電壓與輸入電壓的變化曲線l方法：采用直流仿真dcl仿真參數(shù)設(shè)置l 1、在仿真電路圖中將信號(hào)源的輸入l 電壓定義為變量Vinl 2、在仿真環(huán)境界面中選擇Variablesl -Copy From Cellview,將電路中設(shè)l 置的變量集中在Design Variables欄中，l 初始化Vin和Cload變量，l 其中Vin=0 V，Cload=5p Fl 2022-5-73、設(shè)置dc仿真，其中Sweep Variable選擇Design Variable，在Variable Name中填寫(xiě)Vin，Sweep Range選擇Start-Stop，Vin 的掃描范圍為-1m V1m V2022-5-7l4、仿真結(jié)果橫坐標(biāo)為輸入電壓，縱坐標(biāo)為輸出電壓l如圖我們可以看出：運(yùn)放的輸出擺幅大約為-2.55V2.55V2022-5-76、瞬態(tài)仿真例如l目的：經(jīng)過(guò)仿真得到運(yùn)放的擺率l方法：運(yùn)用瞬態(tài)仿真，輸入信號(hào)設(shè)置為電壓脈沖，察看輸出電壓的變化情況l參數(shù)設(shè)置：l 輸入信號(hào)