Расчет с помощью программы P-Spice

Программа SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) (на компью-

терах IBM PC используется PSPICE) является программой моделирования электронных

схем. С ее помощью можно рассчитывать режимы схем по постоянному току, частотные, переходные и шумовые характеристики, анализировать влияние температуры.

 

Директивы управления заданием:

Расчет цепи по постоянному току в зависимости от изменения входного напряжения или тока.

.DC,<имя> <min> <max> <step>

<имя> - имя изменяемой переменной (имя источника тока или напряжения)

<min> - начальное значение,

<max> - конечное значение,

<step> - шаг изменения.

 

Расчет переходной характеристики цепи (во времени).

.TRAN <шаг_вывода> <время_окончания>

 

Источник напряжения импульсной формы. Название начинается с символа "V", да-

лее идут узлы подключения, и описание импульсной функции.

.PULSE(y1 y2 td tr tf tau T), где

у1 - начальное значение, Вольт;

у2 - максимальное значение, Вольт;

td - начало переднего фронта, сек;

tr - длительность переднего фронта, сек;

tf - длительность заднего фронта, сек;

tau- длительность плоской;

T - период повторения, сек.

 

Обозначим элементы схемы и пронумеруем узлы:

 

 

Передаточная характеристика схемы

Текст программы в P-Spice:

 

Kurs_72_transfer

Vpower 4 0 5V

Vin1 1 0 0V

Vin2 2 0 0V

Mn1 3 1 0 0 nfet

Mn2 3 2 0 0 nfet

.model nfet nmos(W=50u L=10u Vto=0.785V level=1 kp=53.1u)

Mp1 4 1 5 4 pfet

Mp2 5 2 3 4 pfet

.model pfet pmos(W=150u L=10u Vto=-0.738V level=1 kp=17.7u)

.dc Vin1 0 5 0.01

.probe

.end

 

 

Из полученной передаточной характеристики имеем следующие значения величин:

- логический перепад

- порог переключения:

= 2,5В

- помехоустойчивость по положительной помехе:U_п⁺

1.91 – 0 = 1.91 B

- помехоустойчивость по отрицательной помехе:

5 – 2.93 = 2.07 B

79.6% - общая помехоустойчивость (в процентах от Е_пит)

Потребляемый ток

Текст программы в P-Spice:

 

Kurs_72_transfer

Vpower 4 0 5V

Vin1 1 0 0V

Vin2 2 0 0V

Mn1 3 1 0 0 nfet

Mn2 3 2 0 0 nfet

.model nfet nmos(W=50u L=10u Vto=0.785V level=1 kp=53.1u)

Mp1 4 1 5 4 pfet

Mp2 5 2 3 4 pfet

.model pfet pmos(W=150u L=10u Vto=-0.738V level=1 kp=17.7u)

.dc Vin1 0 5 0.01

.probe

.end

Переходная характеристика схемы

Текст программы в P-Spice:

 

Kurs_72_transition

Vpower 4 0 5V

Vin1 1 0 pulse(0 5 10n 50n 50n 180n 460n)

Vin2 2 0 0V

Cload 3 0 15p

Mn1 3 1 0 0 nfet

Mn2 3 2 0 0 nfet

.model nfet nmos(W=50u L=10u Vto=0.785V level=1 kp=53.1u CBD=1.272E-13

+CBS=1.272E-13 CGSO=4.425E-15 CGDO=4.425E-15 Tox=40n LD=0.1um UO=400)

Mp1 4 1 5 4 pfet

Mp2 5 2 3 4 pfet

.model pfet pmos(W=150u L=10u Vto=-0.738V level=1 kp=17.7u CBD=1.173E-13

+CBS=1.173E-13 CGSO=1.328E-14 CGDO=1.328E-14 Tox=40n LD=0.1um UO=200)

.tran 10p 0.6u

.probe

.end

 

Из полученной передаточной характеристики имеем следующие значения величин:

45 нс 81 нс 44 нс 30 нс

=37 нс