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 10214070

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 —Insert Command命令或工具栏中的，打开T-Spice Command Tool（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-Spice Command Tool（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：library section项填tt。

（2）分析 NMOS管的转移特性。分别加入analysis—dc transfer—sweep和output—DC results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； measurement result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）=0.46 V（OH）=5

V（IH）=2.87 V（IL）=1.1

NML=V(IL)-V(OL)=0.64

高电平噪声容限：NMH=V(OH)-V(IH)=2.13