《电路原理图设计及Hspice实验报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电路原理图设计及Hspice实验报告（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子科技大学成都学院（微电子技术系）实验报告书课程名称：电路原理图设计及 Hspice学 号： 姓 名： 教 师： 年 06 月 15 日 实验一 基本电路图的 Hspice 仿真实验时间： 同组人员： 一、实验目的1.学习用 Cadence 软件画电路图。2.用 Cadence 软件导出所需的电路仿真网表。3.对反相器电路进行仿真，研究该反相器电路的特点。二、实验仪器设备Hspice 软件、Cadence 软件、服务器、电脑 三、实验原理和内容激励源：直流源、交流小信号源。瞬态源：正弦、脉冲、指数、分线段性和单频调频源等几种形式。分析类型：分析类型语句由定义电路分析类型的描述语句和一些控制语
2、句组成，如直流分析（.OP） 、交流小信号分析（ .AC） 、瞬态分析（.TRAN）等分析语句，以及初始状态设置（.IC） 、选择项设置（.OPTIONS）等控制语句。这类语句以一个“.”开头，故也称为点语句。其位置可以在标题语句之间的任何地方，习惯上写在电路描述语句之后。基本原理：(1)当 UI=UIL=0V 时，UGS1=0，因此 V1 管截止，而此时|UGS2|UTP|，所以 V2 导通，且导通内阻很低，所以 UO=UOHUDD， 即输出电平.(2)当 UI=UIH=UDD 时，UGS1=UDDUTN，V1 导通，而 UGS2=0|UTP|，因此V2 截止。此时 UO=UOL0，即输出为
3、低电平。 可见，CMOS 反相器实现了逻辑非的功能.四、实验步骤1.打开 Cadence 软件，画出 CMOS 反相器电路图，导出反相器的 HSPICE 网表文件。2.修改网表，仿真出图。3.修改网表，做电路的瞬态仿真，观察输出变化，观察波形，并做说明。4.对 5 个首尾连接的反相器组成的振荡器进行波形仿真。5.分析仿真结果，得出结论。五、实验数据输入输出仿真：网表： * lab2c - simple inverter.options list node post.model pch pmos.model nch nmos*.tran 200p 20n .dc vin 0 5 1m sweep
4、 data=w.print v(1) v(2).param wp=10u wn=10u.data wwp wn10u 10u20u 10u40u 10u40u 5u.enddatavcc vcc 0 5vin in 0 2.5 *pulse .2 4.8 2n 1n 1n 5n 20ncload out 0 .75pm1 vcc in out vcc pch l=1u w=wpm2 out in 0 0 nch l=1u w=wn.altervcc vcc 0 3.end图像：瞬态仿真：网表：* lab2c - simple inverter.options list node post.mo
5、del pch pmos.model nch nmos.tran 200p 20n .print tran v(1) v(2)vcc vcc 0 5vin in 0 2.5 pulse .2 4.8 2n 1n 1n 5n 20ncload out 0 .75pm1 vcc in out vcc pch l=1u w=20um2 out in 0 0 nch l=1u w=20u.endcload out 0 .75pm1 vcc in out vcc pch l=1u w=20um2 out in 0 0 nch l=1u w=20u.end图像：网表：* lab2d - 5 stage d
6、river.options list node post*.model pch pmos*.model nch nmos.tran 1n 10n.print tran v(1) v(2) i(vcc).global vcc.lib F:HISPICE2840710631cz6h_v20.lib ttvcc vcc 0 5*vin 1 0 2.5 pulse .2 3 .5 2n 2n 2n 5n 20n.ic v(1)=5xinv1 1 2 invxinv2 2 3 invxinv3 3 4 invxinv4 4 5 invxinv5 5 1 inv*cd1 6 0 1.75f.subckt
7、inv in out m1 vcc in out vcc PENH l=1u w=20um2 out in 0 0 NENH l=1u w=20u.ends inv.end图像：对 5 个首尾连接的反相器组成的振荡器进行波形仿真。* lab2d - 5 stage driver.options list node post.tran 1n 30n.print tran v(1) v(2) i(vcc).global vccvcc vcc 0 5.ic v(1)=5.lib E:chycz6h_v20.lib ttxinv1 1 2 inv1xinv2 2 3 inv1xinv3 3 4 inv
8、1xinv4 4 5 inv1xinv5 5 1 inv2.subckt inv1 in out m1 vcc in out vcc PEPH l=1u w=20um2 out in 0 0 NENH l=1u w=20u.ends inv1.subckt inv2 in out m1 vcc in out vcc PEPH l=1u w=20um2 out in 0 0 NENH l=1u w=20u.ends inv2 .end仿真图像：六、结果及分析仿真结果已经在实验步骤中得出。通过上机实际操作电脑对反相器进行仿真，验证了电路的基本功能；巩固了模拟电路中的一些基本单元和模块，从中还学到了
9、集成电路工艺和版图方面的一些知识。不但学会了电路仿真方面的很多基本技能，而且对微电子工艺也进一步得到了掌握；通过对反相器电路的仿真，掌握了 HSPICE 软件的使用。提高了自己的动手能力。将书本上学的理论知识实际操作了一遍，为以后做模拟电路的工作打下看良好的基础；最终完成反相器电路的各种仿真，感觉收获颇大。实验二 偏置及电流镜实验时间： 同组人员： 一、实验目的1.巩固用 Cadence 软件画电路图2.用 Cadence 软件导出所需的电路仿真网表。3.对偏置及电流镜电路进行仿真，并研究该电路的特点。二、实验仪器设备Hspice 软件、Cadence 软件、服务器、电脑 三、实验原理和内容四
10、、实验步骤1.打开 Cadence 软件，画出偏置及电流镜的电路图，导出偏置及电流镜的HSPICE 网表文件。2.修改网表，仿真出图。3.修改网表，做电路的瞬态仿真，观察输出变化，观察波形，并做说明。4.仿真当为 1X 电流镜时的电路。5.仿真当沟道长度都增加 10 倍时的电路。6.仿真当为 4X 电流镜时，只需要沟道宽度增加 4 倍的电路。7.分析仿真结果，得出结论。五、实验数据仿真网表：* auCdl Netlist:* * Library Name: zyz* Top Cell Name: lab4* View Name: schematic* Netlisted on: Apr 28
11、15:50:08 2011*.BIPOLAR*.RESI = 2000 *.RESVAL*.CAPVAL*.DIOPERI*.DIOAREA*.EQUATION*.SCALE METER*.MEGA.PARAM*.GLOBAL vcc!+ gnd!*.PIN vcc!*+ gnd!* Library Name: zyz* Cell Name: lab4* View Name: schematic*.SUBCKT lab4*.PININFORR0 vcc! net5 500 $RPMM0 net5 net5 gnd! gnd! NM W=1u L=10u m=1.ENDS*lab4.lib F:
12、HISPICE2840710631cz6h_v20.lib tt.OPTIONS POST LIST node.GLOBAL vcc!+ gnd!vcc vcc! 0 3.dc vcc 0 5 0.1MM0 vref vref gnd! nenh W=5u L=1u m=1RR0 vcc! vref 500k.print v(Vref) i(mm0).end*lab4.lib F:HISPICE2840710631cz6h_v20.lib tt.OPTIONS POST LIST node.GLOBAL vcc!+ gnd!vcc vcc! 0 3.dc vcc 0 5 0.1MM0 vref
13、 vref gnd! nenh W=5u L=1u m=1RR0 vcc! vref r_value.dc r_value 500k 2000k 100.param r_value=1020k wn=5u.print v(Vref) i(mm0).end仿真图像：更改宽长比时：1.当为 1X 电流镜时*mirror2.libF:hspice0631cz6h_v20.libtt.options list node postMM0 vref vref gnd! gnd! nenh w=5 L=1u m=1RR0 vcc! vref r_value $RPMM1 vout vref gnd! gnd
14、! nenh w=5 L=1u m=1vout vout 0 3.dc vout 0 3 0.1vcc vcc! 0 3.param r_value=1020k .print v(vref) i(mm0) i(mm1).end仿真图像:当沟道长度都增加 10 倍时2.当为 4X 电流镜时，只需要沟道宽度增加 4 倍。*mirror2.libF:hspice0631cz6h_v20.libtt.options list node postMM0 vref vref gnd! gnd! nenh w=5 L=10u m=1RR0 vcc! vref r_value $RPMM1 vout vref gnd! gnd! nenh w=20 L=10u m=1vout vout 0 3.dc vout 0 3 0.1vcc vcc! 0 3.param r_value=1020k .print v(vref) i(mm0) i(mm1).end仿真图像:六、结果及分析如上所知，所有仿真结果已经在实验步骤中得出。通过上机实际操作电脑对偏置及电流镜进行仿真，验证了电路的基本功能；巩固了模拟电路中的一些基本单元和模块，从中还学到了集成电路工艺和版图方面的一些知识。不但学会了电路仿真方面的很多基本技能，而且对微电子工艺也进一步得到了掌握；通过对偏置及电流镜电路的仿真，掌握了 HSPICE
