《电子电路大全(PDF格式)》第90章

容差，tstep表示仿真步长值，delmax表示最大允许时间步长，其中delmax=tstep*max，
。option　dvdt=4　用于数字CMOS电路仿真（默认设置），。option　dcca=1　在直流扫描时　
强行计算随电压变化的电容，。option　captab对二极管、BJT管、MOS、JFET、无源电容器，　
打印出信号的节点电容值，。option　dcstep=val将直流模型和器件转换为电导，主要应用　
于“No　DC　Path　to　Ground”或有直流通路，但不符合Hspice定义的情况。
（2）MODEL　OPTION　语句：
SCALE影响器件参数，如：L、W、area，SCALM影响model参数，如：tox、vto、tnom。
（3）注释语句
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注释语句以”*”为首字符，位置是任意的，它为非执行语句。
1。7　仿真控制和收敛
Hspice仿真过程采用Newton…Raphson算法通过迭代解矩阵方程，使节点电压和支路电　
流满足Kirchoff定律。迭代算法计算不成功的节点，主要是因为计算时超过了Hspice限制　
的每种仿真迭代的总次数从而超过了迭代的限制，或是时间步长值小于Hspice允许的最小　
值。
（1）造成　Hspice　仿真不收敛主要有“No　Convergence　in　DC　Solution”和“Timestep　too
Small”，其可能的原因是：
①电路的拓扑结构：
电路拓扑结构造成仿真不收敛主要有：电路连线错误，scale、scalm和param语句错误，　
其他错误可以通过查找列表文件中的warning和errors发现。
解决的方法是：将电路分成不同的小模块，分别进行仿真；简化输入源；调整二极管　
的寄生电阻；调整错误容差，重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS等。
②仿真模型：
由于所有的半导体器件模型都可能包含电感为零的区域，因此可能引起迭代的不收敛。
解决的方法是：在PN结或MOS的漏与源之间跨接一个小电阻；将。option中默认的　
GMINDC、GMIN增大。
③仿真器的options设置：
仿真错误容差决定了仿真的精度和速度，要了解你所能接受的容差是多少。
解决的方法是：调整错误容差，重新设置RELV，ABSV，RELI，ABSI，RELMOS，ABSMOS　
等。
（2）针对仿真分析中可能出现的不收敛情况进行分析：
①直流工作点分析：
每种分析方式都以直流操作点分析开始，由于Hspice有很少的关于偏置点的信息，所　
以进行DC　OP分析是很困难的，分析结果将输出到。ic文件中。
对DC　OP分析不收敛的情况，解决方法是：删除。option语句中除acct，list，node，　
post之外的所有设置，采用默认设置，查找。lis文件中关于不收敛的原因；使用。nodeset　
和。ic语句自行设置部分工作点的偏置；DC　OP不收敛还有可能是由于model引起的，如在亚　
阈值区模型出现电导为负的情况。
②直流扫描分析：
在开始直流扫描分析之前，Hspice先做DC　OP计算，引起直流扫描分析不收敛的原因可　
能是快速的电压或电流变化，模型的不连续。
解决的方法是：对于电压或电流变化太快，通过增加ITL2　来保证收敛，。option　ITL2　
是在直流扫描分析中在每一步允许迭代的次数，通过增加迭代次数，可以在电压或电流变　
化很快的点收敛。对于模型的不收敛，主要是由于MOS管线性区和饱和区之间的不连续，　
Newton…Raphson算法再不连续点处进行迭点计算产生震荡，可以通过增减仿真步长值或改　
变仿真初始值来保证收敛，如：。dc　vin　0v　5v　0。1v的直流分析不收敛，可以改为。dc　vin
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0v　5v　0。2v增大步长值，。dc　vin　0。01v　5。01v　0。1v改变仿真的范围。
③AC频率分析：
由于AC扫描是进行频率分析，一旦有了DC　OP，AC分析一般都会收敛，造成不收敛的原　
因主要是DC　OP分析不收敛，解决的方法可以参看前面关于DC　OP的分析。
④瞬态分析：
瞬态分析先进行直流工作点的计算，将计算结果作为瞬态分析在T0　时刻的初始值，再　
通过Newton…Raphson算法进行迭代计算，在迭代计算过程中时间步长值是动态变化　
的，。tran　tstep中的步长值并不是仿真的步长值，只是打印输出仿真结果的时间间隔的值，　
可以通过调整。options　lvltim　imax　imin来调整步长值。
瞬态分析不收敛主要是由于快速的电压变化和模型的不连续，对于快速的电压变化可　
以通过改变分析的步长值来保证收敛。对模型的不连续，可以通过设置CAPOP和ACM电容，　
对于给定的直流模型一般选择CAPOP=4，ACM=3，对于level　49，ACM=0。对瞬态分析，默认　
采用Trapezoidal算法，精度比较高，但容易产生寄生振荡，采用GEAR算法作为滤波器可以　
滤去由于算法产生的振荡，具有更高的稳定性。
1。8　输入语句
对于。param语句，。param　PARHIER=GLOBAL是默认的，使得参数可以按照Top…Down变　
化。param　PARHIER=LOCAL，可以是参数只在局部有效。
对于。measure语句，可以采用的模式有rise，fall，delay，average，rms，min，　
peak…to…peak，Find…When，微分和积分等。对Find…When语句，。measure
result　find　val　when　out_val=val　，对微分和积分语句，。measure
result val　。
对于。ALTER语句，可以通过改变。ALTER来改变使用不同的库，其中。ALTER语句可以包　
含element语句、。data、。lib、。dellib、。include、。model、。nodeset、。ic、。op、
。options、。param、。temp、。tf、。dc、。ac语句，不能包含。print、。plot、。graph　
或其他I/O语句，同时应该避免在。ALTER中增加分析语句。
1。9　统计分析仿真
主要是对器件和模型进行Monte　Carlo分析，随机数的产生主要依赖Gaussian、　
Uniform、Limit分析，通过。param设置分布类型，将dc、ac、tran设置为Monte　Carlo分析，　
用。measure输出分析结果，如：
。param　tox=agauss（200，10，1）
。tran　20p　1n　sweep　MONTE=20
。model　…　tox=tox　…
其中，对Gaussian分析。param　ver=gauss（nom_val，rel_variation，sigma，mult），
。param　ver=agauss（nom_val，abs_variation，sigma，mult），
对Uniform分析，。param　ver=unif（nom_val，rel_variation，mult），
。param　ver=aunif（nom_val，abs_variation，mult），
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对Limit分析，。param　ver=limit（nom_val，abs_variation），如果你拼错Gauss或　
Uniform、Limit，不会产生警告，但不将产生分布。
1。10　HSPICE　仿真示例
Hspice　可以执行各种模拟电路仿真，它的精度很高。通过点击桌面快捷方式Hspice，　
启动Hspice。
Hspice模拟步骤如下：
①由电路图提取网表或手工编写网表，注意网表文件以。sp结尾。例如，电路网表文件　
为eyediag。sp；标题为：*Eye　Diagrams；输出报告文件：eyediag。lis。
②运行模拟，完成后?