集成电路设计基础 (2)PPT课件

SPICE文件是由一系列电路描述行和 控制行组成的。要使计算机正确识 别，电路描述语句必须遵循一定的 语法规定。
06.11.2020
《模拟集成电路基础》
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SPICE输入描述语句的构成
标题语句
描述文件的第一行。 SPICE将第一行作为标题行打印而不作为电路的
一部分进行分析。 这一行必须设置。
注释语句
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输入描述语句的规定
元件参数值
元件参数值写在与该元件相连的节点后面，其值 可用整数、浮点数书写，后面可跟比例因子和单 位后缀 。
比例因子后缀有： F＝1E-15；P=1E-12； N=1E-9；U=1E-6；MIL=25.4E-6；M=1E-3； K=1E3；MEG＝1E6；G＝lE9；T=1E12
《集成电路设计基础》
上次课： 晶体管的SPICE模型
§ 7.1 § 7.2 § 7.3 § 7.4 § 7.5 § 7.6
引言 二极管及其SPICE模型 双极型晶体管及其SPICE模型 MOS场效应管及其SPICE模型 短沟道MOS场效应管BSIM3模型 模型参数提取技术
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SPICE
主要针对由元件、半导体器件、电源等组成 的电路作分析。
可以用于电路的直流分析。
如静态工作点、非线性电路、小信号传输函数等
可以用于交流小信号分析。
如频域分析、噪声分析等
还可用来进行瞬态分析、温度特性分析等。
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§ 8.2 电路描述语句
电路特性分析和控制语句
可以对对电路的特性进行选择分析，如分析频率 特性等，以及对输出等要求的控制语句。
结束语句
标志着电路描述语句的结束。 格式： “ .END”。位于描述语句文件的最后一行 。
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SPICE中元器件名称的首字母
首字母
B C D E F G H I J K
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第8章 集成电路设计仿真程序SPICE
§ 8.1 电路仿真与SPICE § 8.2 电路描述语句 § 8.3 电路特性分析和控制语句 § 8.4 基于SPICE核的工具软件
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§8.1 电路仿真与SPICE
在电路完成以后，设计者面临的问题 是：设计电路是否能够实现预期的功 能？电路中各元器件的参数值设置是 否合理？这就是所谓验证问题。
对设计电路的验证
用电路模拟分析的方法在计算机上验证
借助于计算机技术和计算方法的发展 。 不需要任何实际的元器件和调试工具，可
以很方便地改变各种条件进行模拟分析。 可以进行各种破坏性的模拟。 设计者可以在设计投入生产制造前就能预
测电路的实际性能 。
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对设计电路的验证
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输入描述语句的规定
名称
第一个字符必须是A到Z的某一个字符，其它位字 符没有限制。
前8个字符有效。 在描述元件时第一个字符必须是规定的元件类型
字母。
节点编号
电路的节点编号一般采用正整数，可以不连续。 也可以用字符串代替节点编号。
接地点必须规定为0节点 。
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比例因子后缀与它前面的数相乘后即得到该语句 所描述的元件的参数值 。
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输入描述语句的规定
元件参数值
单位后缀有： V=伏 ； A＝安 ； HZ＝赫 ； OHM＝欧（）； H=亨 ； F=法 ； DEG=度
元件值的第一个后缀总是比例因子后缀，然后是 单位后缀。
多余的分隔符是无效的。
续行号
一般一行最多有80个字符。 第二行的开始加上“＋”号，表示是第一行的继续。
方向
规定支路电路的正方向和支路电压的正方向一致。
不能分析的问题
电路中不能包含以下部分：电压源回路、电感回路、电压 源和电感组成的回路、开路的电流源和（或电容）。
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电路元器件 砷化镓场效应管 电容 二极管 电压控制电压源 电流控制电流源 电压控制电流源 电流控制电压源 独立电流源 结型场效应晶体管 互感（耦合系数）
首字母
L M Q R S T V W X
电路元器件 电感 MOS场效应晶体管 双极型晶体管 电阻 电压控制开关 传输线 独立电压源 电流控制开关 子电路
如果没有比例因子后缀，那么头一个后缀就可能 是单位后缀，SPICE总是忽略单位后缀 。
没有比例后缀和单位后缀的情况下，SPICE将电 压、电流、频率、电感、电容和角度的量纲分别 默认为伏、安、赫、亨、法和度 。
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输入描述语句的规定
分隔符
用以区分一行语句的不同部分。 空格、逗号、等号、左括号、右括号等都可以作为分隔符，
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
对设计电路的验证
传统方法
搭实验装置。 随着集成度的提高，电路规模的扩大，已
无法在实验装置上搭接这样的电路。 即使搭接成功的话，也与实际的集成电路
差别太大，失去其物理验证的意义。 无法进行容差分析和极限条件的验证 。
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一般形式是“*”后加字符串。 注释语句不参与电路的模拟仿真。 可以存在于输入文件除第一行和最后一行之间的
任何位置。
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SPICE输入描述语句的构成
电路的描述语句
定义电路拓扑结构和元件类型及其数值，半导体 器件，电路描述语句等。
可以出现在文件的第二行到末行结束语句之间的 任何地方 。
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元件描述语句
电阻
电阻描述语句的语句格式为：
RXXXXXXX N+ N- <(MODEL)NAME> VALUE +<TC=TC1< ,TC2 >>
例：RADJ 18 2 4K TC=0.006 0.002
最为著名和广为采用的电路模拟程序 －SPICE（Simulation Program with IC Emphasis）
其第一版本于1972年由美国加利福尼亚大 学伯克利分校电工和计算机科学系开发完 成，常称为BSPICE。
BSPICE是现代各种SPICE的前身，它的源 代码公开。
其版本不断更新。
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