兰州交通大学 - 1 - 课题一：4位与非门电路设计（必做） 一． 设计目的 学会使用电路设计与仿真软件工具Hspice，熟练地用网表文件来描述模拟电路，并熟悉应用Hspice 内部元件库。通过该实验，掌握Hspice 的设计方法，加深对课程知识的感性认识，增强电路设计与综合分析能力。 本次课程设计是用Hspice软件来实现对四位与非门电路的设计与仿真，熟悉用MOS器件来设计四位逻辑输入与非门电路，了解用MOS器件设计与TTL与非门的优缺点。 二． 设计原理 1、四输入与非门逻辑符号如下图所示： 2、四输入与非门原理 四输入端 CMOS与非门电路，其中包括四个串联的N沟道增强型MOS管和四个并联的P沟道增强型 MOS管。每个输入端连到一个 N沟道和一个 P沟道 MOS管的栅极。当输入端 A、B、C、D中只要有一个为低电平时，就会使与它相连的NMOS管截止，与它相连的PMOS管导AOUTPUTNAND412345DCB兰州交通大学 - 2 - 通，输出为高电平；仅当A、B、C、D 全为高电平时，才会使四个串联的 NMOS 管都导通，使四个并联的 PMOS 管都截止，输出为低电平。设计电路图如下图所示： 2、输入网表文件（*.sp） Hspice 读入一个输入网表文件，并将模拟结果存在一个输出列表文件或图形数据文件中，输入文件<*.sp>包含以下内容： （1）电路网表（子电路和宏、电源等） （2）声明所要使用的库 M1BM5CM7M8DM6OUTPUTAM4M3VCCM2兰州交通大学 - 3 - （3）说明要进行的分析 （4）说明所要求的输出 输入网表文件和库文件可以由原理图的网表生成器或文本编辑器产生。输入网表文件中的第一行必须是标题行，并且.ALTER 辅助模型只能出现在文件最后的.END 语句之前，除此之外，其它语句可以按任意顺序排列。 三． 设计步骤 1、写网表文件 首先在orcad 中将上述原理图绘制出，仿真后确保电路图正确且能够实现与非功能，然后生成网表文件。在文本文档中写出Hspice 软件所要求的网表文件，并另存为*.sp 文件。 网表文件如下所示： NANDMOS Circuit .OPTIONS LIST NODE POST .TRAN 200P 60N M1 OUT 4 VCC VCC PCH L=1U W=20U M2 OUT 5 VCC VCC PCH L=1U W=20U M3 OUT 6 VCC VCC PCH L=1U W=20U M4 OUT 7 VCC VCC PCH L=1U W=20U M5 1 4 0 0 NCH L=1U W=20U M6 2 5 1 1 NCH L=1U W=20U M7 3 6 2 2 NCH L=1U W=20U 兰州交通大学 - 4 - M8 OUT 7 3 3 NCH L=1U W=20U ...
