电路模拟实验专题 实验文档 一、简介 本实验专题基于SPICE（Simu lation Program With Integrated Circu it）仿真模拟，讲授电路模拟的方法和spice 仿真工具的使用。 SPICE 仿真器有很多版本，比如商用的PSPICE、HSPICE、SPECTRE、ELDO，免费版本的WinSPICE，Spice OPUS 等等，其中 HSPICE 和SPECTRE 功能更为强大，在集成电路设计中使用得更为广泛。因此本实验专题以 HSPICE 和SPECTRE 作为主要的仿真工具，进行电路模拟方法和技巧的训练。 参加本实验专题的人员应具备集成电路设计基础、器件模型等相关知识。 二、Sp ice 基本知识 (2) 无论哪种 spice 仿真器，使用的spice 语法或语句是一致的或相似的，差别只是在于形式上的不同而已，基本的原理和框架是一致的。因此这里简单介绍一下 spice 的基本框架，详细的spice 语法可参照相关的spice 教材或相应仿真器的说明文档。 首先看一个简单的例子，采用spice 模拟MOS 管的输出特性，对一个 NMOS 管进行输入输出特性直流扫描。VGS 从 1V 变化到 3V，步长为 0.5V；VDS 从 0V 变化到 5V，步长为0.2V；输出以 VGS 为参量、ID 与 VDS 之间关系波形图。 *Output Characteristics for NMOS M1 2 1 0 0 MNMOS w =5u l=1.0u VGS 1 0 1.0 VDS 2 0 5 .op .dc vds 0 5 .2 Vgs 1 3 0.5 .plot dc -I(vds) .probe *model .MODEL MNMOS NMOS VTO=0.7 KP=110U +LAMBDA=0.04 GAMMA=0.4 PHI=0.7 .end 描述的仿真电路如下图， 图2-1 MOS 管输入输入特性仿真电路图 得到的仿真波形图如下图。 从这个简单的spice 程序中可以知道spice 电路描述的主要组成部分。 （1） 标题和电路结束语句 在输入的电路描述语句中输入的第一条语句必须是标题语句，最后一条必须是结束语句。在本例中， *Output Characteristics for NMOS ←标题 … … …. … .end ←结束语句 （2） 电路描述语句 电路描述语句描述电路的组成和连接关系，包括元器件、激励源、器件模型等描述，另外，如果电路是层次化的，即包含子电路，电路描述部分还包括子电路描述（.su bckt）。 在描述元器件时，要根据类型，采用不同的关键字作为元件名的第一个字母，元器件关键字见下表。如本例中，NMOS 管的描述为： M1 2 1 0 0 MNMOS w =5u l=1.0u 表示的意思为： 元器件关键字x D G S B 模型名 宽=x x 长=x x...
