数字电路设计之Spice仿真

       Spice的介绍：SPICE（Simulation program with integrated circuit emphasis）是最为普遍的电路级模拟程序，各软件厂家提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice软件，其仿真核心大同小异，都是采用了由美国加州Berkeley大学开发的spice模拟算法。Spice是一种功能强大的通用模拟电路仿真器，已经具有几十年的历史了，该程序主要用于集成电路的电路分析程序中，Spice的网表格式变成了通常模拟电路和晶体管级电路描述的标准，其第一版本于1972年完成，是用Fortran语言写成的，1975年推出正式实用化版本，1988年被定为美国国家工业标准，主要用于IC，模拟电路，数模混合电路，电源电路等电子系统的设计和仿真。由于Spice仿真程序采用完全开放的政策，用户可以按自己的需要进行修改，加之实用性好，迅速得到推广，已经被移植到多个操作系统平台上。自从Spice问世以来，其版本的更新持续不断，有Spice2、Spice3等多个版本，新版本主要在电路输入、图形化、数据结构和执行效率上有所增强，人们普遍认为Spice2G5是最为成功和有效的，以后的版本仅仅是局部的变动。同时，各种以伯克利的Spice仿真程序的算法为核心的商用Spice电路仿真工具也随之产生，运行在PC和UNIX平台，许多都是基于原始的SPICE 2G6版的源代码，这是一个公开发表的版本，它们都在Spice的基础上做了很多实用化的工作，比较常见的Spice仿真软件有Hspice、Pspice、Spectre、Tspice。

       以下一个例子是32nm的NMOS晶体管的仿真：晶体管的参数可以从PTM库里面找。

*<title>

*<declaration>
.global drain gnd
*<netlist>
m1 drain base gnd gnd nmos

*<sources>
vds drain gnd 
vgs base gnd 
*<analysis>
.print dc I(m1)
.dc vds 0 1.1  0.1 vgs 0.1 1.1  0.2 
*.dc vgs 0.1 1.1  0.2 

*<options>
.op
.options accurate
.options nomod post
*<models>
* Beta Version released on 2/22/06

* PTM 32nm NMOS 
 
.model  nmos  nmos  level = 54

+version = 4.0          binunit = 1            paramchk= 1            mobmod  = 0          
+capmod  = 2            igcmod  = 1            igbmod  = 1            geomod  = 1          
+diomod  = 1            rdsmod  = 0            rbodymod= 1            rgatemod= 1          
+permod  = 1            acnqsmod= 0            trnqsmod= 0          

+tnom    = 27           toxe    = 1.65e-9      toxp    = 1.0e-9       toxm    = 1.65e-9   
+dtox    = 0.65e-9      epsrox  = 3.9          wint    = 5e-009       lint    = 2.7e-009   
+ll      = 0            wl      = 0            lln     = 1            wln     = 1          
+lw      = 0            ww      = 0            lwn     = 1            wwn     = 1          
+lwl     = 0            wwl     = 0            xpart   = 0            toxref  = 1.65e-9   
+xl      = -14e-9
+vth0    = 0.5088       k1      = 0.4          k2      = 0.0          k3      = 0          
+k3b     = 0            w0      = 2.5e-006     dvt0    = 1            dvt1    = 2       
+dvt2    = 0            dvt0w   = 0            dvt1w   = 0            dvt2w   = 0          
+dsub    = 0.1          minv    = 0.05         voffl   = 0            dvtp0   = 1.0e-011     
+dvtp1   = 0.1