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Introducción a SPICE Marco Antonio Gurrola Navarro Juan José Raygoza Panduro Susana Ortega Cisneros Departamento de Electrónica – CUCEI Universidad de Guadalajara – Abril de 2009

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Page 1: Introducción a SPICE Marco Antonio Gurrola Navarro Juan José Raygoza Panduro Susana Ortega Cisneros Departamento de Electrónica – CUCEI Universidad de

Introducción a SPICEMarco Antonio Gurrola NavarroJuan José Raygoza PanduroSusana Ortega Cisneros

Departamento de Electrónica – CUCEIUniversidad de Guadalajara – Abril de 2009

Page 2: Introducción a SPICE Marco Antonio Gurrola Navarro Juan José Raygoza Panduro Susana Ortega Cisneros Departamento de Electrónica – CUCEI Universidad de

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CONTENIDOI. IntroducciónII. Análisis BásicosIII. Análisis TransitorioIV. Evaluaciones en PostprocesamientoV. Simulación JerárquicaVI. Comandos AdicionalesVII. OptimizaciónVIII. Análisis de los Peores CasosIX. Análisis Monte Carlo

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I. Introducción

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Qué es SPICE SPICE es un programa de simulación. Sus siglas vienen de Simulation Program

with Integrated Circuit Emphasis.

Con SPICE se pueden analizar y diseñar circuitos electrónicos complejos de manera rápida y precisa.

“Prácticamente cada chip electrónico desarrollado en cualquier parte del mundo en la actualidad emplea SPICE, o uno de los programas derivados de éste, durante etapas críticas durante su diseño”.

Las bases para la simulación de circuitos integrados se empezaron a desarrollar a mediados de los 60s, en el Dpto. de Ingeniería Eléctrica y Ciencias Computacionales (EECS) de la Universidad de California campus Berkeley.

El desarrollado de la primera versión de SPICE fue encabezado por el Prof. Donald O. Pederson la cuál se terminó en 1972.

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Variedades de SPICE

SPICE

(UC campus Berkeley)

LTspice

(Linear Technology)

Gratuito y completo

T-Spice

(Tanner)

Hspice

(Synopsys)

Pspice

(OrCAD)

de paga

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Sintaxis básica Para poder ser simulado, el

circuito se debe capturar con la sintaxis de SPICE en un archivo de texto.

1V dc 5V ac

100

10u

vin

vout50m

Archivo de texto con extensión

LTspice: .net, .cir y .sp

T-Spice: .sp y .cir

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Sintaxis básica La primera línea siempre

es un comentario.

Los comentarios adicionales se inician con *

Esta línea es un comentario* Este es otro comentario

1V dc 5V ac

100

10u

vin

vout50m

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Sintaxis básica Cada nodo del circuito debe tener

un nombre.

Siempre debe haber un nodo de referencia con el nombre Gnd o el nombre 0.

Los nombres de nodos contienen caracteres alfanuméricos.

1V dc 5V ac

voutvin|

0

1

Esta línea es un comentario* Este es otro comentario

100

10u 50m

vin

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Sintaxis básica Todos los elementos deben

tener un nombre o etiqueta.

El nombre se forma con una letra inicial según el tipo de elemento (resistor, capacitor, fuente, etc.) y un identificador alfanumérico.

Esta línea es un comentario* Este es otro comentario

1V dc 5V ac

voutvin|

0

1

100

10u 50m

Vin

Rout

L1C1

Algunas letras iniciales según el tipo de elementoC – CapacitorD – DiodoE – Fuente de voltage controlada por voltajeF – Fuente de corriente controlada por corrienteG – Fuente de corriente controlada por voltajeH – Fuente de voltaje controlada por corrienteI – Fuente de corriente independiente

J – Transistor JFETL – InductorM – Transistor MOSFETQ – Transistor BipolarR – ResistorT – Línea de transmisión sin pérdidasV – Fuente de voltaje independiente

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Sintaxis básica Cuando ya se tienen los nombres

de los nodos, los nombres de los elementos y sus valores, se procede a capturar el circuito.

Cada elemento del circuito requiere de una línea en el listado.

Esta línea es un comentario* Este es otro comentarioC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100

No se distinguen entre mayúsculas y minúsculas

1V dc 5V ac

voutvin

0

1

100

10u 50m

Vin

Rout

L1C1

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Sintaxis básica En el caso de resistores,

capacitores e inductores sus nombres inician con R, C y L respectivamente.

Después de sus nombres se anotan sus nodos y al final su valor en ohms, faradios o henrios.

Esta línea es un comentario* Este es otro comentarioC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100

1V dc 5V ac

voutvin|

0

1

100

10u 50m

Vin

Rout

L1C1

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Sintaxis básica

Esta línea es un comentario* Este es otro comentarioC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100

Para anotar los valores de los elementos normalmente se emplean los múltiplos de ingeniería:

T 1e12G 1e9MEGA 1e6X (T-Spice) 1e6K 1e3M 1e–3 U 1e–6N 1e–9P 1e–12F 1e–15A 1e–18

1V dc 5V ac

voutvin|

0

1

100

10u 50m

Vin

Rout

L1C1

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Sintaxis básica

Esta línea es un comentario* Este es otro comentarioC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100Vin vin 0 DC=1 AC=5

Para las fuentes se requiere indicar la polaridad en el circuito.

En el listado primero se pone el nodo positivo.

Si no se incluyen, los valores de DC o de AC se supone que son de cero

1V dc 5V ac

voutvin|

0

1

100

10u 50m

Vin

Rout

L1C1+

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II. Análisis Básicos

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Comandos punto Para realizar una simulación se deben incluir comandos en el

listado.

El renglón de cualquier comando inicia con un punto.

Se cuenta con seis diferentes tipos de análisis:

Pequeña señal linealizada AC Barrido de DC Ruido Punto de operación DC Función de transferencia de pequeña señal DC Análisis transitorio

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Comando .OPPunto de operación

*Circuito RLC de pruebaC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100Vin vin 0 DC=1 AC=5.OP

El comando .OP se emplea cuando lo único que se desea es el punto de operación de DC.

El punto de operación se encuentra como parte de los demás tipos de análisis.

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Comando .ACAnálisis de pequeña señal linealizada

*Ejemplo.AC dec 90 1m 1meg

Spice obtiene los voltajes complejos de cada nodo en función de la frecuencia.

Con oct y dec se realiza el análisis sobre Nsteps puntos exponencialmente distribuidos por cada octava o por cada década.

Mediante lin se determina un total de Nsteps puntos linealmente distribuidos.

*Sintaxis.ac <oct, dec, lin> <Nsteps> <StartFreq>+ <EndFreq>

El carácter + al inicio del renglón indica la continuación de la línea anterior

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Comando .ACAnálisis de pequeña señal linealizada

Ejemplo:

Se pueden poner comentarios al final de un renglón del listado anteponiendo un carácter ; (T-Spice también acepta $)

Circuito RLC de pruebaC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100Vin vin 0 DC=1 AC=5.AC dec 90 1m 1meg ; comentario

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Comando .SAVE (LTspice)Comando .END

Ejemplo:

Con el comando .SAVE (LTspice) se guardan en archivo sólo las variables de voltaje y corriente indicadas

El comando .END nos indica el final del listado y cualquier línea posterior a éste se considera comentario

Circuito RLC de pruebaC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100Vin vin 0 DC=1 AC=5.AC dec 90 1m 1meg ; comentario

.SAVE v(vout) i(r1)

.ENDEste es un comentarioOtro comentario

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Circuito RLC de pruebaC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100Vin vin 0 DC=1 AC=5.AC dec 90 1m 1meg ; comentario

.PRINT v(vout) i(r1)

.ENDEste es un comentarioOtro comentario

Comando .PRINT (T-Spice)Comando .PROBE (T-Spice)

Ejemplo:

Con el comando .PRINT (T-Spice) se guardan en un archivo .out las variables de voltaje y corriente indicadas, empleando formato de texto

Con el comando .PROBE (T-Spice) se guardan en un archivo .dat las variables de voltaje y corriente indicadas, empleando formato de texto y binario combinados

.PRINT y .PROBE se emplean exactamente igual pero producen archivos con diferente formato

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Transistor MOS

L

W

( Poly )

Nd

Ng

Ns

Nb

PMOS

Ng

Nd

Nb

NsNMOS

Mxxx Nd Ng Ns Nb <model> L=<len> W=<width>+ AD=<area> AS=<area>+ PD=<perim> PS=<perim>

El MOSFET es un dispositivo de 4 terminales.En SPICE la polaridad del transistor se determina mediante el modelo.

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Modelos del transistor MOS para cálculos manuales

Región lineal: VGS > VT pero VDS < VGS – VT

Región de saturación: VGS > VT pero VDS > VGS – VT

Región de subumbral: VGS < VT

m1

VGS

VDS

W=1.5u L=0.6u

2

2DS

D n GS T DS

W VI k V V V

L

21

2n

D GS T DS

k WI V V V

L

1 1GS DS

T T

V V

nD S DSI I e e V

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L

W

( Poly )

m2

VGS=0V

VDS=3VW=1.5u L=0.6u

m2

VGS=3V

VDS=3VW=1.5u L=0.6u

ON Semiconductor C5

(antes AMIS C5)

NMOS PMOS UNITS

Vth 0.78 -0.91 volts

m2

VGS=0V

VDS=3V

m2

VGS=3V

VDS=3V

RON,N ≈ 150Ω

Transistor NMOS visto como un interruptor

ROFF,N > 1TΩ

Un valor más aproximado de RON,N se obtiene con el modelo del MOS en región de saturación

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m1

VGS=0V

VDS= −3V

ON Semiconductor C5 (antes AMIS C5)

NMOS PMOS UNITS

Vth 0.78 -0.91 volts

m1 m1

RON,P ≈ 150Ω

Transistor PMOS visto como un interruptor

m1

VGS= −3VVDS= −3V

W=1.5u L=0.6u

VGS=0V

VDS= −3VVGS= −3V

VDS= −3V

W=1.5u L=0.6u

Un valor más aproximado de RON,P se obtiene con el modelo del MOS en región de saturación

ROFF,P > 1TΩ

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Inversor CMOS

m2

m1

RON,P

m2

Vin=0VVdd=3V

Vout=3V

m1

m2

m1

RON,N

m2

m1

Vdd=3V Vin=0VVout = ?

Vin=3VVdd=3V

Vout=0V

Vdd=3V Vin=3VVout = ?

Obsérvese que el flujo de corriente en estado estático es aproximadamente de cero, ya sea para entrada baja o alta

ID < 1pA

ID < 1pA

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0V≤Vin≤3V0V≤Vin≤3V

Flujo de corriente en un Inversor CMOS durante la conmutación

m2

m1

RP

m2

Vdd=3V

Vout

m1

Vdd=3V

Vout

ID

RN

Manualmente la corriente ID máxima (o cercana al máximo) se determina resolviendo simultáneamente las ecuaciones de la región de saturación para el NMOS y el PMOS.

ID

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0V≤Vin≤3V

Flujo de corriente en un Inversor CMOS durante la conmutación

m2

m1

Vdd=3V

Vout

ID

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Ejercicio: Obtenga manualmente la corriente máxima ID,max, considerando

valores para que los parámetros de modulación de largo de canal λP=0 y λN=0

ON Semiconductor C5 (antes AMIS C5)

NMOS PMOS UNITS

K'/2 57.3 -19.0 uA/V^2

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Va Vb Vout

L L H

L H H

H L H

H H L

Compuertas: Inversor y NAND

m2

m1

Vin Vout

m3

m1

Va

Vb

Vout

m2

m4

Inversor NAND

Vin Vout

L H

H LVa

Vb

Vout

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Compuertas: Compuerta de Transmisión y NOR

m2

m1

Vin Vout

NOR

C Vout

L Vin

H Vin

Vout

VddVcc

C

C

High Z

C

C

Vin Vout

TG

Va

Vb

Va Vb Vout

L L H

L H L

H L L

H H L

m2

m3

Vb

Va

Vout

m4

m1

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Sintaxis para el transistor MOSFET Se debe incluir una

declaración .model para incluir cada modelo empleado.

Un modelo puede ser compartido por muchos elementos.

*Curvas de un transistor NMOSM1 vd vg 0 0 miModeloN L=0.6u W=1.5uVg vg 0 1.2Vd vd 0 0.8.MODEL miModeloN NMOS ( LEVEL=49 VERSION=3.1+ TNOM=27 TOX=1.38E-8 XJ=1.5E-7 NCH=1.7E17+ ...

m1

Vg

Vdvg

vd

0

W=1.5u L=0.6u

También se emplean modelos para los diodos, transistores bipolares, etc.

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Comando .DCBarrido de DC

.dc <srcnam> <Vstart> <Vstop> <Vincr>+ [<srcnam2> <Vstart2> <Vstop2> <Vincr2>]

*Ejemplo.DC Vd 0 3 0.1 Vg 0 3 0.5

El simulador realiza análisis de DC mientras se barre el valor de DC de la fuente especificada.

Se emplea para calcular la función de transferencia de DC de un amplificador o para trazar las curvas características de un transistor.

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Comando .DCBarrido de DC

Curvas de un transistor NMOSM1 vd vg 0 0 miModeloN L=0.6u W=1.5uVg vg 0 1.2Vd vd 0 0.8.DC Vd 0 3 0.1 Vg 0 3 0.5.MODEL miModeloN NMOS ( LEVEL=49 VERSION=3.1+ TNOM=27 TOX=1.38E-8 XJ=1.5E-7 NCH=1.7E17+ ...

Ejemplo:

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0V≤Vin≤3V

Flujo de corriente en un Inversor CMOS durante la conmutación

m2

m1

Vdd=3V

Vout

ID

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Ejercicio: Mediante un barrido .DC obtenga un valor aproximado para los

parámetros de modulación de largo de canal λP= ???? y λN=???? Con los valores λP y λN obtenidos, obtenga manualmente la

corriente máxima ID,max y comárela con los resultados anteriormente obtenidos

ON Semiconductor C5 (antes AMIS C5)

NMOS PMOS UNITS

K'/2 57.3 -19.0 uA/V^2

INCONCLUSO

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0V≤Vin≤3V

Flujo de corriente en un Inversor CMOS durante la conmutación

m2

m1

Vdd=3V

Vout

ID

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Ejercicio: Empleando SPICE, realice un barrido .DC para obtener la corriente

ID cuando la entrada Vin pasa de 0V a 3V compare la corriente máxima obtenida manualmente

Tecnología

ON Semiconductor C5 (antes AMIS C5)

Page 35: Introducción a SPICE Marco Antonio Gurrola Navarro Juan José Raygoza Panduro Susana Ortega Cisneros Departamento de Electrónica – CUCEI Universidad de

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Curvas de un transistor NMOSM1 vd vg 0 0 miModeloN L=0.6u W=1.5uVg vg 0 1.2Vd vd 0 0.8.DC Vd 0 3 0.1 Vg 0 3 0.5.INCLUDE "C5 Last.sp"

Comando .INCLUDE Se emplea para incluir en el listado modelos, circuitos o

subcircuitos guardados en otros archivos.

Esto ayuda a que el listado no se haga muy extenso y a no repetir modelos o subcircuitos empleados con frecuencia.

En este caso, la declaración del modelo miModeloN se encuentra en el archivo C5 Last.sp

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III. Análisis Transitorio

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Comando .TRANAnálisis transitorio

.TRAN <Tstep> <Tstop> <Tstart>

*Ejemplo.TRAN 100u 5m 3m

Realiza un análisis transitorio.

Esta es la simulación más directa sobre el circuito.

Nos dice qué es lo que sucede cuando el circuito se energiza.

Por lo común, las señales de prueba se aplican como fuentes independientes.

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Fuentes para análisis transitorio:pulso trapezoidal periódico

Vxxx n+ n-+ PULSE(V1 V2 Tdelay Trise Tfall Ton Tperiod Ncycles)

*EjemploVa va 0 pulse(-2 2 1m 100u 200u 200u 1m)

TriseTonTdelay

TfallTperiod

t=0Tperiod Tperiod

V1

V2

En T-Spice y Hspice no se emplea Ncycles

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Fuentes para análisis transitorio:pulso trapezoidal periódico

*Fuente de pulso y simulación con .TRANVa va 0 pulse(-2 2 1m 100u 200u 200u 1m)Rout va 0 1meg.TRAN 10u 5m 0.END

Ejemplo:

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Fuentes para análisis transitorio:onda sinusoidal

Vxxx n+ n- + SINE(Voffset Vamp Freq Td Theta Phi Ncycles)

En T-Spice y Hspice se emplea SIN en vez de SINE y no se emplea Ncycles

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Fuentes para análisis transitorio:onda sinusoidal

Ejemplo:

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Fuentes para análisis transitorio:pulso exponencial

Vxxx n+ n- EXP(V1 V2 Td1 Tau1 Td2 Tau2)

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Fuentes para análisis transitorio:pulso exponencial

Ejemplo:

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Fuentes para análisis transitorio:otros tipos de fuentes transitorias

SFFM: Fuente de frecuencia simple FM dependiente del tiempo.

PWL: Fuente lineal a segmentos arbitrarios (piece-wise linear).

WAVEFILE: Fuente determinada a partir de un archivo .wav (LTspice)

PWLFILE: Fuente pwl a partir de un archivo (T-Spice).

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Comando .TRANAnálisis transitorio

Pasabajas 1er ordenC1 vout 0 1uRout vin vout 1kVin vin 0 PULSE(0 2 1m 1u 2u 500u 1m 3).TRAN 10u 5m 0

Ejemplo:

1V dc 5V ac

voutvin|

0

1k

1u

Vin

Rout

C1

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Comando .TRANAnálisis transitorio

Ejemplo:

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IV. Evaluaciones en Postprocesamiento

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Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamiento

.MEASURE – 1er Tipo de evaluación

Se busca el valor correspondiente a un punto sobre el eje de las abscisas.

Se emplea para imprimir el valor de un dato (o una expresión de un dato) ya sea en un punto específico o cuando se satisface una condición dada.

Page 49: Introducción a SPICE Marco Antonio Gurrola Navarro Juan José Raygoza Panduro Susana Ortega Cisneros Departamento de Electrónica – CUCEI Universidad de

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Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamiento

Ejemplo

1er tipo:

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50

Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamiento

Ejemplo 1er tipo:

.MEASURE AC MAG60 FIND V(vout) AT=60

.MEASURE AC F0dBa when mag(V(vout))=1

.MEASURE AC F0dBb when mag(V(vout))=1 fall=last

.MEAS AC MAGmax max mag(V(vout))

.MEAS AC FRECmax when mag(V(vout))=MAGmax

mag60: v(vout)=(5.48411dB,67.9105°) at 60f0dba: mag(v(vout))=1 AT 31.8374f0dbb: mag(v(vout))=1 AT 1591.37magmax: MAX(mag(v(vout)))=(13.9788dB,0°) FROM 1 TO 100000frecmax: mag(v(vout))=magmax AT 226.754

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0V≤Vin≤3V

Flujo de corriente en un Inversor CMOS durante la conmutación

m2

m1

Vdd=3V

Vout

ID

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Ejercicio: Mediante un barrido .DC obtenga un valor aproximado para los

parámetros de modulación de largo de canal λP= ???? y λN=???? Con los valores λP y λN obtenidos, obtenga manualmente la

corriente máxima ID,max y comárela con los resultados anteriormente obtenidos

ON Semiconductor C5 (antes AMIS C5)

NMOS PMOS UNITS

K'/2 57.3 -19.0 uA/V^2

INCONCLUSO

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52

Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamiento

.MEASURE – 2o Tipo de evaluación

Se refiere a un rango a lo largo del eje de las abscisas.

El rango sobre la abscisa se especifica con los puntos definidos mediante TRIG y TARG.

Las operaciones de medición que se pueden aplicar sobre un intervalo son: AVG (promedio), MAX, MIN, PP (pico-pico), RMS, INTEG (integración numérica).

Si no se especifica ninguna operación de medición, el resultado del enunciado .MEAS es la distancia a lo largo del eje de las abscisas entre los puntos TRIG y TARG.

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Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamiento

m2

Vin

W=1.5u L=0.6u

AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Vdd

0

vdd

voutvin

m1W=1.5u L=0.6u

AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

3

0

Ejemplo 2o tipo:

Inversor lógico

Inversor lógicom1 vout vin vdd vdd miModeloP W=1.5u L=0.6u + AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5um2 vout vin 0 0 miModeloN W=1.5u L=0.6u + AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5uVdd vdd 0 3Vin vin 0 0.INCLUDE "C5 Last.sp"

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Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamientoEjemplo 2o tipo:

Inversor lógico

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Comando .MEASUREEvaluación en postprocesamiento

Ejemplo 2o tipo: Inversor lógico

*Inversor lógicom1 vout vin vdd vdd miModeloP W=1.5u L=0.6u + AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5um2 vout vin 0 0 miModeloN W=1.5u L=0.6u + AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5uVdd vdd 0 3Vin vin 0 pulse(0 3 500p 1p 1p 250p 500p 1).INCLUDE "C5 Last.sp".TRAN 1p 1.25n 0.MEAS TRAN Tfall trig V(vin)=1.5 rise=1 targ V(vout)=1.5 fall=1.MEAS TRAN Trise trig V(vin)=1.5 fall=1 targ V(vout)=1.5 rise=1.END

tfall=3.43565e-011 FROM 5.005e-010 TO 5.34857e-010trise=7.1505e-011 FROM 7.515e-010 TO 8.23005e-010

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Ejercicio .MEASURE

Circuito RLC de pruebaC1 vin 1 10uL1 1 vout 50e-3Rout vout 0 100Vin vin 0 DC=1 AC=5.AC dec 90 1m 1meg$$$$ ¿CÓMO ENCONTRAR EL ANCHO DE BANDA DEL FILTRO $$$$ EMPLEANDO EL COMANDO .MEASURE?.END

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0V≤Vin≤3V

Flujo de corriente en un Inversor CMOS durante la conmutación

m2

m1

Vdd=3V

Vout

ID

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

W=1.5u L=0.6u AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Ejercicio: Mediante un barrido .DC obtenga un valor aproximado para los

parámetros de modulación de largo de canal λP= ???? y λN=???? Con los valores λP y λN obtenidos, obtenga manualmente la

corriente máxima ID,max y comárela con los resultados anteriormente obtenidos

ON Semiconductor C5 (antes AMIS C5)

NMOS PMOS UNITS

K'/2 57.3 -19.0 uA/V^2

INCONCLUSO

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V. Simulación Jerárquica

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Comandos .SUBCKT y .ENDSDefinición de Subcircuito

La circuitería repetitiva se puede encerrar en una definición de subcircuito para emplearse en múltiples instancias.

Antes de la simulación, el circuito se expande hasta un listado plano, sin niveles jerárquicos, reemplazando cada invocación de subcircuito con los elementos contenidos en su definición.

El final de una definición de subcircuito .SUBCKT se indica mediante un comando .ENDS

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*Subcircuito de un Inversor lógico* Definición del subcircuito.SUBCKT Inversor X Y VD VSm1 Y X VD VD miModeloP W=1.5u L=0.6u + AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5um2 Y X VS VS miModeloN W=1.5u L=0.6u + AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u.ENDS* Circuito principalVdd vdd 0 3Vin vin 0 pulse(0 3 500p 1p 1p 250p 500p)xInv1 vin vout vdd 0 Inversor.INCLUDE "C5 Last.sp".TRAN 1p 1.25n START=0.PROBE TRAN V(VOUT).END

Comandos .SUBCKT y .ENDSDefinición de Subcircuito

m2

W=1.5u L=0.6u

AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

VS

VD

YX

m1

W=1.5u L=0.6u

AD=1.5p AS=1.5p PD=3.5u PS=3.5u

Ejemplo: Inversor lógico

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Comandos .SUBCKT y .ENDSDefinición de Subcircuito

Ejemplo: Inversor lógico

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Diseño JerárquicoEjemplo: Oscilador de anillo

Inv1 Inv2 Inv3 Inv4 Inv5 voutA B C D

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VI. Comandos Adicionales

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Curvas de un transistor NMOS

.LIB “Celdas Digitales.cir“

.LIB “mis Modelos de MOSFETS.cir"

Comando .LIBIncluir una Librería

Con este comando se incluyen las definiciones de modelos y subcircuitos del archivo invocado.

Con .LIB los elementos de circuito de alcance global dentro del archivo invocado se ignoran. Esto es, sólo se consideran las definiciones de subcircuitos.

A diferencia de .INCLUDE el cual incluye también los elementos de alcance global o del nivel jerárquico más alto.

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Comando .GLOBALDefinición de nodos globales

El comando .GLOBAL permite declarar que algunos de los nodos que se mencionan en los subcircuitos no sólo se reconocen como nodos locales dentro del subcircuito, sino como nodos globales definidos en todos los niveles del circuito.

* Ejemplo

.global VDD VCC

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Comando .PARAMParámetros definidos por el usuario

.PARAM es de utilidad para asociar un nombre a un valor con propósitos de claridad.

También es útil para parametrizar subcircuitos de modo que los circuitos abstractos se puedan guardar en librerías.

El enunciado .param se puede incluir dentro de una definición de subcircuito para limitar el alcance de los valores de los parámetros a dicho subcircuito y a los subcircuitos a que éste hace referencia.

Ejemplo.PAR A=SQRT(2) B=A**3R1 nodo1 nodo2 {A*2}

Para evaluar una expresión, ésta debe encerrarse en llaves

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Comando .PARAMParámetros definidos por el usuario

Ejemplo: Empleo de .PARAM en subcircuitos*.param x=y y=z z=‘1k*tan(pi/4+.1)’X1 a b 0 divider top=x bot=zV1 a 0 pulse(0 1 0 .5u .5u 0 1u)**.subckt divider n1 n2 n3r1 n1 n2 topr2 n2 n3 bot.ends*.tran 3u.end

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Comando .FUNCFunciones definidas por el usuario

Ejemplo del empleo de .FUNC.FUNC miFuncion(x,y) {sqrt(x*x+y*y)}.PARAM u=100 v=600V1 a 0 pulse(0 1 0 1n 1n .5u 1u)R1 a b {miFuncion(u,v/3)}C1 b 0 100p.tran 3u

Permite la creación de funciones definidas por el usurario.

Es útil para asociar un nombre a una función con propósitos de claridad.

Para invocar la evaluación de una expresión con las funciones definidas por el usuario, se encierra la expresión en llaves.

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Comando .OPTIONEspecificar opciones para simulación

Para la lista completa consúltese el manual

abstol – Tolerancia absoluta del error de corriente. cshunt – Capacitancia opcional añadida entre cada nodo y

tierra. gmin – Conductancia añadida a cada unión PN como ayuda

para la convergencia. maxstep – Máximo tamaño del incremento de tiempo para

el análisis transitorio. method – método para la integración numérica. temp – temperatura por defecto de los elementos.

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Comando .IC Establecer condiciones iniciales

Mediante el comando .ic se especifican las condiciones iniciales empleadas en el análisis transitorio.

Se pueden especificar voltajes de nodos y corrientes en inductores.

Se realiza una solución en DC empleando las restricciones establecidas por las condiciones iniciales.

Ejemplo

.ic V(in)=2 V(out)=5 V(vc)=1.8 I(L1)=300m

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Comando .FOUR Calcular componentes de Fourier

Este comando se ejecuta después de un análisis transitorio.

Sintaxis.four <frequency> [Nharmonics] [Nperiods]+ <data trace1> [<data trace2> ...]

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Comando .FOUR Calcular componentes de Fourier

Ejemplo:

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VII. Optimización

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Optimización

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VIII. Análisis de los Peores Casos

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Análisis de los Peores Casos

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IX. Análisis Monte Carlo

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Análisis Monte Carlo

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Bibliografía

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Bibliografía Menú de ayuda de la herramienta LTspice® del

software SwitcherCAD III proporcionado de manera gratuita por Linear Technology Inc. en la página www.linear.com/designtools/software/ltspice.jsp

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Gracias