集成电路设计-电路网表写法

在集成电路设计中,采用 HSPICE 软件可以在直流到高于 100MHz 的微波频率范围内对电路作精确的仿真、分析和优化。在实际应用中，HSPICE 能提供关键性的电路模拟和设计方案，并且应用 HSPICE 进行电路模拟时，其电路规模仅取决于用户计算机的实际存储器容量。而我们需要对某个电路进行网表的撰写也可称为电路描述语句，

而这边博客目的在于介绍HSPICE 的一些主要描述电路的语句。用这些语句对电路模拟的标题，电路的连接方式即拓扑信息，构成电路的元件、器件、电源等的属性、参数、模型、所加的注释、电路模拟结束等进行描述。

1、标题语句（.TITLE 语句）
一般形式：.TITLE<string of up to 72 characters>
或 <string of up 72 characters>
例：POWER AMPLIFIER CIRCUIT TEST
若用户不需要标题，则第一行必须空出，否则第一行的其它 HSPICE 语句被作为标题行，而不被执行。

注：.SP文件中第一行为标题（必须有）。

2、MOS管

M1 drain gate source body pmos W L

eg：M1 OUT IN VDD VDD PMOS W=20u L=0.6u

3、电压源/电流源的写法

电压源
1、V1 NODE1 NODE0 10V AC 2
连接在NODE1与NODE0间的电压源，直流10V，交流2V。
2、V2 NODE1 NODE0 PULSE(0 1.8V 10n 2n 2n 50n 100n)
脉冲电压源，低值0，高值1.8V，延时10ns，上升沿2ns，下降沿2ns，脉冲宽度50ns，

3、 V3 NODE1 NODE0 SIN(0 1 100meg 2ns 5e7)
正弦脉冲电压源，中值是0，幅度是1，频率是100MHez，延迟时间是2ns，阻尼因子是5e7，相位0（默认值）。
4、V4 NODE1 NODE0 PWL(0ns 0V 2ns 1.8V 6ns 1.8V 8ns 0V 9ns 0V R td=4ns)
线性电压源，在R前面先定义好如何循环，其次指出延时时间（td=4ns）。周期100ns
电流源

I1 NODE1 NODE0 DC=5mA
无交流的电流源。其中 DC= 可写可不写。
I2 NODE1 NODE0 AC=2V,90
交流源，幅度为2V，相位为90度。

4、注释
是用户对程序运算和分析时加以说明的语句。在列出输入程序时会打印出来，但不参与模拟分析。该语句可放在输入文件标题语句以后的任意位置加以注释。
一般形式：①* <comment on a line by itself>

②<HSPICE statement>$<comment on the same line as and following HSPICE input>
用 * 或者 $， * 必须写在行首， $ 可以写在语句后，但与语句间至少要空一格。

5、常量
常量有 f、p、n、u、m、k、meg、g。紧跟在数字后面即可，如： c1 1 2 10

6、子电路
子电路的名字要以 X 开头，并且元件名不能超过16个字符，
    端口写在前，子电路定义的模块名字写在最后，如：
    Xopa1 a b c c OPAMP
    举例：反向器链
    .global vdd gnd
    gnd vdd  0  1.8V
    .subckt inv in out
    M1 out in gnd gnd NMOS w=0.36 l=0.18u
    M2 out in vdd vdd PMOS w=0.72 l=0.18u
    .ends
    x1  in 1 inv
    x2  1 2   inv
    x3  2 out inv
    c1  out 0  1pf

7、全局节点

用.GLOBAL定义，如：
.GLOBAL NODE1 NODE2 NODE3 eg：.GLOBAL VDD GND
定义了三个全局节点。另外，节点 0、GND、GND！、GROUND都指全局的地电位。

8、电阻/电阻/电感的写法
电阻：

①RXXX n1 n2 <mname> Rval<TC=TC1<,TC2>>+ <SCAL=val> <M=val> <AC=val> <DTEMP=val>+ <L=val><W=val> <C=val>

②RXXX n1 n2 <manme> R=val <TC1=val>+ <TC2=val> <SCAL=val> <M=val> <AC=val>+ <DTEMP=val> <L=val> <W=val><C=val>
③RXXX n1 n2 R=equation
eg： R1 1 2 100k
RC1 12 17 1k TC=0.001, 0 1.2
R4 5 54 RMOD 12k
上述电阻描述语句中，电阻值可以是正值或负值，但不能为零。TC1 和 TC2 是温度系数，其缺省值是零

电容：

CXXX n1 n2 C=equation CTYPE=0 or 1

eg：C1 3 2 10U IC=3V

电感：

LXXX n1 n2 L=equation LTYPE=0 or 1
eg：LLINK 42 69 1U

9.子电路的写法
.SUBCKT SUBNAME node1 node2 ……
*电路描述
.ENDS SUBNAME

eg：.subckt inv in out
M1 out in gnd gnd NMOS w=0.36 l=0.18u
M2 out in vdd vdd PMOS w=0.72 l=0.18u
.ends

10.使用库
.LIB ′< filepath > f ilename ′ entryname
.LIB libnumber entryname
eg：.LIB ′MODELS ′ cmos1
.LIB ′../sum/MODELS ′ cmos1
（it is said：在.lib上面一行写.protect，下面一行写.unprotect可以预防仿真时输出多余的信息，也就是一些库中的信息）

11.引用文件
.include "hua05.sp"
相当于把那个文件整个粘贴过来。

12.定义参数
.param wp=0.72u,wn=0.36u,lm=0.18u
即可在下面用wp、wn、lm来表示这些数值。

13.直流工作点分析
    .op
eg：.OP .5NS CUR 10NS VOL 17.5NS 20NS 25NS
在eg 中计算了直流工作点，并要求在 0.5ns 时打印出所有直流工作点值，此外电流在 10 ns，电压在 17.5 ns、20ns 以及 25 ns 时进行瞬态分析。
在输出文件.lis中会列出一些直流参数和各结点的工作点电压、支路电流、静态功耗等。
    .dc xval 1k 10k .5k SWEEP TEMP LIN 5 25 125
    扫描变量TEMP，线性扫描，在25和125间线性取5个点进行分析。（SWEEP前面的xval那一串应该是说，扫描TEMP的时候，xval作为变量，取值从1k到10k，以0.5k为步长）
    实际上输出的结果里面，先取TEMP为25，扫描xval的取值范围；再取TEMP的下一个点，再扫一遍xval；一直找到TEMP=125。
    .dc vgs 0 1.8 0.1 sweep vds 0.5 1.8 0.2
    MOS管直流特性扫描，Vgs从0到1.8V，步长为0.1V。
    （以上面定义的反向器链为例）
    .dc vin 0.1V 1.8V 0.01V
    .print dc v(out)
    扫描反相器链的直流特性并输出。

14.瞬态分析
.tran 1ns 100ns 0.5ns
步长1ns，从0.5ns扫描至100ns

15、结束语句（.END）
一般形式：.END <comment>
注意“.”不能少，它是结束语句整体的一部分。若一个 HSPICE 输入文件包含有几个 HSPICE 的运行，则每一个 HSPICE 运行的最后都要加上.END 语句。

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之后也会上传一些实例供大家参考

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