تذکر: توصیه می شود برای فهم بهتر این مطلب آموزش فایل های آموزشی Hspice را دانلود و مطالعه کنید.
خلاصه روند این پروژه : در این بخش از آموزش ، مدار تقویت کننده با ترانزیستور NMOS که تکنولوژی ساخت با طول کانال ۳۵۰ نانومتر دارند ، از دو دیدگاه DC و سیگنال کوچک ، در دو پروژه مختلف مورد ارزیابی و شبیه سازی قرار گرفته اند.
آموزش تنظیمات اولیه در HSpice
فایل اصلی که netlist در آن قرار دارد با فرمت .sp می باشد و شما برای اجرای شبیه سازی به این فایل در نرم افزار Hspice نیاز دارید.از فایل با فرمت .sw می توانید برای مشاهده نتایج شبیه سازی در CosmosScope استفاده نمایید.
برای اجرای فایل ها در Hspice فایل mm0355v.l حتما باید در برنامه اصلی به عنوان کتابخانه آدرس دهی شود.
نکته مهم : در بسیاری ازموارد وقتی مدلی را در فایل شبیه سازی استفاده میکنیم در فایل لیستینگ نهایی شبیه سازی کلی اطلاعات از مدل قرار داده میشوند که ضرورتی ندارند در این موارد میتوانید مدل را با دستورالعمل زیر از نمایش در فایل خروجی حذف نمایید. به مثال زیر توجه بفرمایید:
.protect
.lib ‘PATH_AND_NAME_OF_TARGET_MODEL’ TYPE_OF_CONDITIONS_IN_USING_MODEL
unprotect.
که در آن ابتدا مسیر و اسم مدل مورد استفاده آورده شده است و سپس نوع شرایط استفاده از مدل که در اینجا با فرض Typical Typical یعنی هم NMOS و هم PMOS عادی فرض میشوند. به این پارامتر تنظیم آنالیز گوشه Corner هم گفته میشود.
مثال:
.protect
.lib ‘c:\mm0355v.l’ TT
.unprotect
توجه: لطفا به علامت ‘ در ابتدا و انتهای اسم و مسیر مدل دقت فرمایید.
مثال ۱ : منحنی مشخصه اصلی ترانزیستور را با توجه به مدار زیر بدست آورید.
حل : برای ساخت مدار فوق در HSpice به صورت زیر عمل می کنیم
filename
.protect
.lib ‘C: \lib\mm0355v.l’ TT
.unprotect
.op
.options nomod post
VDD 1 0 3.3v
R1 1 2 100k
V2 2 0 0v
.param W1=5u
M1 2 3 0 0
+nch L=0.35u W=’W1′ m=1
+AD=’0.95u*W1′ PD=’2*(0.95u+W1)’
+AS=’0.95u*W1′ PS=’2*(0.95u+W1)’
VGS 3 0 0v
.DC V2 0 3.3v 0.1v SWEEP VGS 0.1v 3v 0.25v
.PROBE I(M1)
.end
توضیح برنامه مثال ۱ :
ولتاژ VDD را بین دو گره ۱ و ۰ قرار داده و مقدار آن را ۳٫۳ ولت فرض کرده است.
مقاومت R1 را بین دو گره ۱ و۲ قرار داده و مقدار آن را ۱۰۰ کیلو اهم فرض کرده است.
ولتاژ V2 را بین دو گره ۱ و ۰ قرار داده و مقدار آن را ۳٫۳ ولت فرض کرده است.
مقدار W1 را در اینجا تعیین کرده است تا هر موقع که اختیار کردیم بتوانیم تمام W1 های برنامه را از اینجا تغییر دهیم.
ترانزیستور M1 به صورت درین متصل به گره ۲ – گیت متصل به گره ۳ – سورس متصل به گره صفر بیان شده است. در بسیاری از موارد در هنگام تعریف ترانزیستور در Hspice به همراه طول و عرض کانال ابعاد مساحت و محیط سورس و درین نیز بیان میشوند.
ولتاژ VGS را ببین دو گره ۳و ۰ قرار داده و مقدار آن را صفر ولت فرض کرده است.
تحلیل DC SWEEP برای V2 از صفر تا ۳٫۳ ولت با گام های ۰٫۱ ولت و برای VGS از ۰٫۱ تا ۳ ولت با گام های ۰٫۲۵ ولت در نظر گرفته است.
پروب (I(M1 یعنی جریان ترانزیستور M1 را در خروجی نمایش دهد.
.end پایان برنامه را نشان می دهد.
نتیجه شبیه سازی مثال ۱:
با تغییر یک سری از المان ها نظیر مقاومت و منابع ولتاژ و.. در بالا ما می توانیم خروجی های جدیدی نیز از این مدار داشته باشیم و آن ها را به مقایسه بگذاریم تا فهم درستی از مسئله و شبیه سازی خود داشته باشیم.
مثال ۲ : به برنامه مثال ۱ ، یک ولتاژ سینوسی اضافه کنید و نحوه تقویت سیگنال کوچک را نیز در آن مشاهده نمایید.
حل : برای تحلیل سیگنال کوچک و حالت گذرا با ایجاد ولتاژ سینوسی می توان برنامه مثال ۱ را به صورت زیر بازنویسی کرد :
EX2-1
.protect
.lib ‘C: \lib\mm0355v.l’ TT
.unprotect
.op
.options nomod post
VDD 1 0 3.3v
R1 1 2 100k
V2 2 0 0v
.param W1=5u
M1 2 3 0 0
+nch L=0.35u W=’W1′ m=1
+AD=’0.95u*W1′ PD=’2*(0.95u+W1)’
+AS=’0.95u*W1′ PS=’2*(0.95u+W1)’
*Fig2.5-3*
VGS_1 3 0 0.65v
.DC V2 0 3.3v 0.1v
.PROBE I(R1) I(M1)
*Fig2.5-4*
*VGS_2 3 4 0.65v
*Vin 4 0 sin(0v 0.01v 10Meg)
*.tran 0.1ns 600ns
.end
توضیح برنامه مثال ۲ :
در سه خط آخر برنامه مشاهده می شود که Vinسینوسی بین دو گره ۴ و ۰ می باشد که مقدار آن از ۰ تا ۰٫۰۱ ولت و فرکانس آن ۱۰ مگاهرتز می باشد و در خط بعد تحلیل حال گذار با گام ۰٫۱ns و زمان خاتمه ۶۰۰ns می باشد. شکل مدارها داخل خود فایل ضمیمه نیز قرار داده شده است.
نتایج شبیه سازی مثال ۲ :
منحنی های سیگنال بزرگ:نقطه کار ترانزیستور از تقاطع این دو منحنی بدست می آید.
منحنی های سیگنال کوچک:تقویت کنندگی سیگنال از منحنی های زیر مشخص است.
دانلود پروژه شبیه سازی تقویت کننده NMOS در نرم افزار HSpice
ورژن : HSpice 2009
پسورد : electrovolt.ir
دیدگاهتان را بنویسید