SPICE模型的NMOS仿真

2021-11-03沈阳化工大学信息工程学院周月季

电子世界 2021年19期

关键词：电路图鼠标端口

沈阳化工大学信息工程学院周月季王健

SPICE模型是由美国加州大学伯克利分校的电子研究实验室于1975年开发出来的一种功能非常强大的通用模拟电路仿真器。利用SPICE模型，可以精确地在电路器件一级，仿真系统的工作特性、验证系统的逻辑功能。

本文提出了一种NMOS器件仿真SPICE模型的方法，采用cadence17.4orcad软件进行波形仿真，得到更好的波形仿真图。

1 建立NMOS模型

采用cadence 17.4orcad软件进行仿真，由于ORCAD软件自带库中没有背栅与源极分开的NMOS模型，需要自己建立。具体步骤如下：

（1）打开cadence 17.4orcad软件的model editor（模型编辑器)界面，建立新的模型，出现新的模型图形，这样就建立好一个新的nmos.lib库文件。

（2）修改模型参数：本软件采用mos模型为三级，本模型采用第三级。打开model editor（模型编辑器)界面，找到（1)步骤建立的nmos.lib库文件，根据需要进行改变参数，将沟道长度L设置为2.0000E-6，沟道宽度W设置为4.0000E-6。

（3）建立nmos.olb图形文件：点击file—export to part library…—在弹出窗口中，点击enter input model library选nmos.lib（正常为默认)—点击OK。在弹出窗口中，报告信息无错误之后，再点击OK。—生成nmos.olb文件。

（4）进行修改图形文件：将NMOS三端口器件变为NMOS四端口器件。打开capture CIS17.4界面之后，再打开nmos.olb图形文件，选择option---part properity，在弹出窗口中选中PSPICE template…，点击一下。在窗口下面空格中显示出了PSPICE template M^@REFDES%d%g%s%s...修改为PSPICE templateM^@REFDES%d%g%s%b...。如图1为三端口 NMOS模型图，图2为四端口NMOS模型图。

图1 NMOS三端口模型图

图2 NMOS四端口模型图

（5）注册：将nmos.lib库文件和修改后的nmos.olb图形文件内容复制粘贴到软件的library文件夹中。当需要调用此模型时，软件就能找到该模型。

（6）NMOS模型验证：通过电路仿真验证进行NMOS模型的正确性。

2 NMOS模型仿真

通过cadence 17.4orcad软件对模型进行电路仿真分析。

2.1 建立电路图

首先创建新的文件夹；其次是添加器件库，由于第一次运行是没有库的，可以用添加库图标的方法在软件安装路径下，全选将所有的器件并添加进去；接着进行放置器件，在图形界面上移动鼠标，在适当位置点击鼠标左键，放下器件；然后放置并更改电源名称，点击place—part—在弹出窗口中选择library选中pspice—source，在part中选VDC—点击ok，重复上面操作，放置三个电源；并用鼠标左键双击电源名称，在弹出窗口中分别将三个电源改名为：VGS，VBS，VDS，用鼠标左键双击电源数值，将VGS电源数值改为5V；接着进行放置地线，点击place—ground，在弹出的窗口中选中0/source，点击ok，进行地线的放置；最后进行连线，点击place—wire，移动鼠标到需要连接器件的一个管脚点击鼠标左键，放置一端，然后移动鼠标到另外需要连接的器件的端口，点击鼠标左键，将所有的器件连接在一起，完成连线。总的电路图如图3所示。