HSPICE与非门仿真

一、HSPICE的基本操作过程

1. 打开HSPICE程序，通过OPEN打开编写好的网表文件。
2. 按下SIMULATE进行网表文件的仿真。
3. 按下AVANWAVES查看波形图（仿真结果）。

二、 网表文件结构总结

HSPICE输入文件包括电路标题语句，电路描述语句，分析类型描述语句，输出描述语句，注释语句，结束语句等六部分构成。

电路描述语句：电路元器件，元器件模型，电路的输入激励和源，子电路。

分析类型描述：瞬态分析语句，交流分析语句，直流扫描语句，可选项语句。

三、 在纸上手画与非门（CMOS）的晶体管级电路

图1-与非门原理图

四、 写出与非门的网表文件

*NAND gate hspice fil
.TEMP  25.0000
.option abstol=1e-6 reltol=1e-6 post ingol
.lib 'E\hspice2007\model\PTM45nm\pmos90.lib' TT
.lib 'E\hspice2007\model\PTM45nm\nmos90.lib' TT
V1 1 0 dc=1.
VA A 0 
VB B 0 
Mp1 vo A 1 1 pmos W=5u L=1
Mp2 vo B 1 1 pmos W=5u L=1
Mn1 vo A vn vn nmos W=2u L=1
Mn2 vn B 0 0 nmos W=2u L=1
.dc VB START=0 STOP=1.8 STEP=0.01 SWEEP VA 0 1.8 1.
.o
.end

五、 总结书写与非门网表文件中的注意事项

1. 注意库文件的引用及模型名称的编写。
2. 换行继续应用+号标注。
3. 对节点命名时应注意不要有相同的的节点名。

六、 HSPCIE仿真结果，改变宽长比，分析比较至少两种宽长比情况下的仿真结果

（一）、与非门仿真结果

根据图2所示结果可得：当A为低电平时（VA=0），输出为高电平；当A为高电平时（VA=1.8）,当B为低电平（VB<750mv）,输出为高电平，当B为高电平（VB>750mv），输出为低电平。得到如下表所示的真值表。

A	B	V0
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

​

表1-与非门真值表

图2-与非门仿真结果

​

（二）、改变MOS管宽长比，改为W=20U,L=1U。根据图3所示结果，可以得到临界条件由750mv升至960mv。

图3-改变宽长比后的仿真结果1

（三）、改变MOS管宽长比为，改为W=1u,L=1u。根据图4所示结果，可以得到临界条件由750mv降至560mv。

图4-改变宽长比后的仿真结果2

（四）、结论

MOS管的宽长比越大，MOS管的饱和电流就越大，等效电阻就越低。

七、 实验过程中的收获和体会

通过本次集成电路课程设计，我收获良多。对于MOS管的原理，与非门的原理有了更加深刻的理解，初步掌握了HSPICE仿真软件的使用和网表文件的编写，了解了MOS管宽长比对元件性能的影响。