Tanner软件介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章,Spice,语言简介,一、概述,二、,spice,软件简介,一 概述,我们介绍一套集成电路设计软件,Tanner,的应,用，它包括,S-edit, T-spice, L-edit, W-edit,和,LVS,等几部分组成，各部分的主要功能如下：,S,edit,编辑电路图,T,spice,电路分析与模拟,W,edit,显示,T,spice,的模拟结果,L,edit,编辑布局图、自动配置与绕线、,截面观察、电路转化,LVS,电路图与布局图结果比较,用,S,edit,编辑电路图,输出成,Spice,文件,W,spice,模拟分析,用,L,edit,绘制布局图,设计规则检查,生成,Spice,文件,用,T,spice,模拟分析,利用,LVS,将电路图的输出文件与布局图转化的文件进行对比,Tanner,的设计流程如图,1,所示,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,1,、,spice,语言,Spice,（,Simulation Program with,integrated,circuit Emphasis,）,是一种通用的电路分析程序，能够分析和模拟一般条件下的各种电路特性。,Spice,的发展已经有,30,多年的历史，美国加州大学伯克利分校于,1972,年推出了,Spice,程序。,Spice,语言可分为：,IS,spice,I,spice,P spice,D,spice,T,spice,H,spice,，,各,spice,语言，语法大同小异，稍加修改即可通用。这里我们主要学习,T,spice,语言。,Spice,程序能够代替面包板、示波器等电子实验室的功能，对复杂的电路与系统进行设计，这主要是由于,spice,语言含有高精度的元器件模型。,Spice,程序具有庞大的器件库，其中包括：,无源器件模型,，如电阻、电容、电感、传感线等,半导体器件模型,，如二极管、双极型晶体管、结型场效应管（,JFET,）、,MOS,场效应管（,MOSFET,）,等,各种电源,，包括线性和非线性的受控源，如独立电压源、电流源，受控电压源、电流源等。,模,/,数（,A/D,）、数,/,模,(D/A),转换器接口电路以及数字电路器件库。,另外，,Spice,程序还可以进行多种电路分析，包括,：,非线性直流分析（,.DC,），,计算电路的直流工作点,线性小信号分析（,.AC,），,分析电路的频率响应,瞬态分析（,.TRAN,），,确定电路的时域响应,小信号电路直流传输特性分析（,.TF,）,直流小信号灵敏度分析（,.SENS,）,噪声分析（,.NOISE,）（,伴随交流分析），计算特定输出与输入节点的等效输出、输入噪声,输出变量的傅立叶分析（,.FOUR,）,(,与瞬态分析同时完成,),温度分析（,.TEMP,）,数字电路分析，包括电路的逻辑运算和延迟时间的计算,A/D,、,D/A,转换电路的分析,.,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,2,、电路描述,Spice,程序对需分析的电路用特定的格式和电路描述语言进行分析，编辑电路的输入文件扩展名为,“,.sp”,。,电路输入文件的格式可以分为,5,个部分：,1,）,标题行,:,用“*”号开始，后面是电路名称或说明文件，,程序自动将第一行默认为标题行，标题行不能省略。,如： *,A POWER AMPLIFIER CIRCUIT,2,）,电路描述,:,定义电路元器件和设置模型参数,3,）,分析指令,:,定义分析类型,4,）,输出指令,:,定义输出的方法,5,）,结束标志（,.END,）,:,电路输入文件结束时必须有的标志。,注：,输入文件的第一行可以是任意说明文本，但不能省略，最后一行必须是,.END,命令。其它各行的顺序是任意的，对分析结果没有影响。描述语句中，空格的数量没有要求，逗号、,TAB,符号和空格等同,。“*”或“；”号,后面可以加说明文字，不参与程序执行。,如：,R1 7 5 2,；,2,电阻,一行描述语句未完，用,“”,号连接，要紧跟前一行。,如：,.MODEL QMOD NPN ( IS=14.34F,+XIT=3 EG=1.11 VAF=74.03,+BF=255.9,+NE=1.037 CJC=9.393P RB=10),电路描述语句,:,(1),、节点,我们以简单的,RLC,电路来说明节点的规则。,RLC,电路如图,2,所示。,R1 7 5 2,C1 3 0 10u,L1 5 3 1.5m,Vi 7 0 5,图,2 RLC,电路,每个元器件必须连接在两个或两个以上节点之间，节点序号可以不连续，,0,节点指定为地节点。,节点号必须在,0,999,之间的整数。,每个节点要连接两个以上元件，,即要在输入文件中至少出现两次。描述语句中文件名后紧跟连接节点序号，一般按电流流入元件方向排列节点顺序。,特别要注意，所有节点对地要有直流通路，否则程序提示语句错误。,(2),、元件单位名称,元件节点后跟元件值。元件值有两个后缀，前一个为数量级后缀，后一个为单位后缀。,数量级后缀全为大写，,spice,规定了以下,10,种比例因子：,F,110,-15,P,110,-12,N,110,-9,U,110,-6,M,110,-3,K,110,3,MEG,110,6,G,110,9,T,110,12,如果不加数量级后缀，,spice,可以识别下面情形。,5. 5.0 5E+3 5.0E+3 5.E3,对于单位后缀，,spice,规定如下：,V,volt A =amp HZ = hertz OHM= ohm,H=,henry,F= farad DEG=degree,单位后缀也可以忽略。如：电感值是,15,H,可以写成“,15u”,或“,15UH”,。,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,3,、 电路元件描述,电路元件和电源用名称的第一个字母作为标志（关键字），,元件名字长可以有,8,位字母，关键字母按顺序排列如下：,B,GaAs,MES,场效应管,C,电容,D,二极管,E,电压控制电压源,F,电流控制电流源,G,电压控制电流源,H,电流控制电压源,I,独立电流源,J JFET,结型场效应管,K,互感,L,电感,M MOS,场效应管,N,数字输入信号,O,数字输出信号,Q,双极型三极管,R,电阻,S,电压控制开关,T,传输线,U,数字器件,V,独立电压源,元器件描述语句格式为：, ,如： 假设定如从正节点流向负节点，图,2,电路种元件描述语句如下：,R1 7 5 2,；,2,电阻,L1 5 3 1.5MH,；,1.5mH,电感,C1 3 0 10UF,；,10,f,电容,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,4,、 保留名称,T,spice,使用,gnd,、,GND,，,Gnd,和,0,（零）,为默认系统的保留节点名称。这些节点的所有例化体都连接在一起，被看作相同的节点，该节点的电位为,0.0,伏特。,以下关键字（任意的大写和小写字母的组合）,不能用作名称：,Ac bit,biti,bus,busi,dc exp,inosie,Off,onoise,params,pie,piei,pwl,poly,Pulse r repeat round rounding,sffm,Sin,sini,transfer,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,5,、,电源描述,Spice,将电源分为两大类：,独立源和受控源,。,独立源描述语句的格式为：, N+ N- DC AC ,和, ,模型名和参数,其中，,N+,为电压正节点，,N-,为电压负节点，,N+,电位必须高于,N-,，,正电流从,N+,流向,N-,。,语句中,DC,，,AC,的瞬态值的默认值为,0,。,直流分析时，要设置,DC,值；,交流分析时，要设定,AC,值，其相位值如省略则为,0,；,时域分析时，可以设置随时间变化的电源，如脉冲源、指数源、正弦波等。,将电压源数值设为,0,，可以作为电流表接入电路中，用以测量之路电流。这是因为零值电压源相当于短路，对电路工作没有影响。,典型电源描述语句举例如下：,VIN 20 40 DC 20 SIN(0 2V 10KHZ),VPULSE 10 0 PULSE ( 0 1 2NS 2NS 2NS 50US 100US),IIN 20 10 AC 1A 45DEG,IPULSE 10 0 PULSE ( 0 1 2N 2N 2N 50N 100N),*,SPICE,netlist,written by S-Edit Win32 7.03,.probe,.options,probefilename,=File0.dat“,probesdbfile,=File0.sdb,+,probetopmodule,=Module0,.include ml2_125.md,M1 Out In,Gnd,Gnd,NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u,M2 Out In,Vdd,Vdd,PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u,v3 In,Gnd,pulse(0.0 5.0 0 10n 10n 100n 200n),Vs,Vdd Gnd,5,.,tran,2n 600n,.print,tran,in out,脉冲电压源，驱动的,CMOS,反相器,正弦电压源，驱动的,CMOS,反相器,*,SPICE,netlist,written by S-Edit Win32 7.03,.options,probefilename,=File1.dat,+,probesdbfile,=D:tannerS-EdittutorialschematicFile1.sdb,+,probetopmodule,=Module0,.include ml2_125.md,M1 Out N1,Gnd,Gnd,NMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u,M2 Out In,Vdd,Vdd,PMOS L=2u W=22u AD=66p PD=24u AS=66p PS=24u,v3 In N1 sin 2.5 0.5 10MEG 0.0 0.0 0.0,.,tran,2n 600n,.print,tran,in out,4,种受控源模型如图所示。其中，,NC+,，,NC-,为受控电压、控制电流正负节点，,N+,，,N-,为受控源输出节点。,受控源描述语句的格式为：, N+ N- NC+ NC- ,其中“增益值”为电压、电流增益或转移阻抗、转移导纳。,N+,N-,NC+,Vi,NC-,Ii,+,VoH Ii,-,电流控制电压源,N+,N-,NC+,Vi,NC-,Ii,+,IoF Ii,-,电流控制电流源,4,种受控源模型,N+,N-,NC+,Vi,NC-,Ii,+,VoE Vi,-,电压控制电压源,N+,N-,NC+,Vi,NC-,Ii,+,IoG Vi,-,电压控制电流源,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,6,、 注解,注解提供电路的信息，但是并不作为正式电路描述的一部分来处理。注解通常用成为注解定义符的特殊字符来表示。,但是，即使没有注解定义符，,T,spice,总是把输入文件的第一行看作注解。,其它的注释可以放在电路描述的任何地方。,为了与其他的,spice,兼容，允许使用几种注解式样：,在任一行的第一列加,星号（*），美元符号（,$,）或分号（；），表示整行为注解,。,在任意一行第一列以外的地方加美元号或分号，但不是星号，表示该行的余下的是注解。,C,语言式样的注解，用定义符（,/*,）和,(*/),包围，可以用在任何地方，但不能用于多字词命令（如,.print,tran,）,或变量的中间。一个,TSPICE,语言式样注解不局限于一行。,例如：下面的例子中注解用绿色表示,*,Lines beginning with asterisks,$ or dollar signs,;or semicolons are,ignoroed,.,Ri,node1 node2 4k,$ this comment can follow a command,C2 node3 node4 100f,; this is like a $ command,V1 node5 GND,/*this is,a C-style,comment,*/ 3volt,插在命令或变量中的,C,样注解会引起错误信息。但是，,注解可以出现在两个变量的中间,。下面例子种的前两行会引起错误信息，第三行是正确的：,.print /* wrong */,tran,v(1),因为,print,语句不能分开,.options,prtdel,/* wrong */ =0.01,变量值不能分开,.options,abstol,=1e-8 /* ok*/,reltol,=1e-4,相当于后一个参数被省略了,二、,spice,软件简介,1,、,spice,语言,2,、电路描述,3,、电路元件描述,4,、保留名称,5,、电源描述,6,、注解,7,、参数,7,、参数,可以用,.,param,命令对参数进行说明和赋值。在输入文件种参数不能重新赋值。,参数名称可以包括除制表符、空格符、逗号、花括号、括号、单引号、方括号、等号、以及代数运算符（,+,、,-,、*、,/,，,）外的其它任何字符。,