实验三 MOS管参数仿真及Spice学习.docx
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实验三MOS管参数仿真及Spice学习
实验三MOS管参数仿真及Spice学习
刘翔
一、实验内容和要求。
实验内容:
(1)使用S-Edit绘制电路图,将其转换成Spice文件。
(2)利用T-Spice的对话框添加仿真命令。
(3)利用W-Edit观察波形。
实验要求:
(1)利用Tanner软件中的S-Edit、T-Spice和W-Edit,对NMOS管的参数进行仿真。
NMOS器件的T-Spice参数仿真内容如下:
a.MOS管转移特性曲线(给定VDS、W、L,扫描VGS)。
b.MOS管输出特性曲线(给定VGS、W、L,扫描VDS)。
c.温度对MOS管输入/输出特性的影响(给定VGS、VDS、W、L,扫描Temp)。
d.MOS管W对输入/输出特性的影响(给定VGS、VDS、W/L,扫描W)。
e.MOS管L对输入/输出特性的影响(给定VGS、VDS、W/L,扫描L)。
f.MOS管W/L对输入/输出特性的影响(给定VGS、VDS、L,扫描W)。
g.MOS管开关电路输入/输出波形(输入一定频率的方波)。
h.在MOS管开关电路输入/输出波形中找出传输时间、上升时间和下降时间。
i.MOS管开关电路传输特性曲线。
j.MOS管W/L对传输特性的影响(给定L、扫描W)。
k.在MOS管传输特性曲线上找出测量输入、输出电压门限,计算噪声裕度。
(2)记录操作步骤,截取相应图片,完成实验报告。
二、实验环境、Tanner软件简介及SPICE命令。
实验环境:
Tanner(S-Edit、T-Spice、W-Edit)
SPICE命令的插入:
Edit—InsertCommand命令或工具栏中的,打开T-SpiceCommandTool(T-Spice命令工具)对话框,可以在活动输入文件中插入命令。
三、实验流程框图。
四、实验步骤。
1.在S-Edit中绘制电路原理图,导出SPICE文件。
(1)新建一个文件file-new,新建一个模块,module-new,添加所需要的工艺库。
(2)绘制原理图。
注:
用导线连接电路,用改变器件属性,并保存。
(3)点击图标
导出SPICE文件。
2.在T-Spice中添加仿真命令,通过W-Edit观察波形。
点击图标
,打开T-SpiceCommandTool(T-Spice命令工具)对话框,在活动输入文件中插入仿真命令。
(1)添加所需的工艺库。
注:
librarysection项填tt。
(2)分析NMOS管的转移特性。
分别加入analysis—dctransfer—sweep和output—DCresults指令,点击进行仿真。
转移特性曲线:
(3)分析NMOS管的输出特性。
输出特性曲线:
(4)温度对NMOS管输入/输出特性的影响。
温度扫描:
(5)NMOS器件宽长比对输入/输出特性的影响。
由于要讨论nmos管宽长比对输入输出特性的影响,所以固定L,让W变化。
先将SPICE文件中nmos管的参数W=2.4u改为W=w,即设W为变量w,然后设置变量w的初始值,最后设置让w从0.55u到10u进行线性扫描,一共扫描20个点。
SPICE文件:
NMOS宽长比对输入/输出特性的影响:
3.MOS管开关电路。
(1)绘制原理图。
(2)在T-Spice中加入仿真命令,进行输出电压的直流扫描和输入输出电压的瞬态扫描。
输出电压的直流扫描和输入输出电压的瞬态扫描:
(3)MOS管开关电路时间的测量。
通过Output->measure命令,计算上升下降时间。
在measure命令窗口中,Analysis为分析类型;measurementresult为项目名称;trigger及target为触发栏,记录事件发生的时间。
(4)MOS管宽长比对开关电路的影响。
SPICE文件:
输出波形:
开关电路的电压门限及噪声裕度:
利用标尺工具,估测电压门限V(OL)、V(OH)、
V(IH)、V(IL),计算下列参数。
低电平噪声容限:
NML=V(IL)-V(OL);
高电平噪声容限:
NMH=V(OH)-V(IH)。
V(OL)=0.46V(OH)=5
V(IH)=2.87V(IL)=1.1
NML=V(IL)-V(OL)=0.64
高电平噪声容限:
NMH=V(OH)-V(IH)=2.13