前言
本博文为个人在学习Cadence Virtuoso时的记录,巩固自己学习的同时,也给其他初学者一些参考,学习过程中使用到的软件为Cadence IC617运行在CentOS7系统下,参考的书籍为Razavi的《模拟CMOS集成电路设计》。
这是第一篇学习记录,里面记录了从新建自己的Library到画出一个NMOS器件的电路图并进行相关仿真。
目录
- 前言
- 一、新建Library
- 二、绘制原理图
- 三、仿真
- 定参数扫描变量仿真
- 简单的电路分析
- 扫描参数仿真
- 小结
一、新建Library
在Terminal中输入 “Virtuoso&” 打开软件(注意大坑:要在虚拟机断网的条件下打开,否则打开要很久)。
然后选择File->New->Library,开始新建自己的库。
在Name处输入自己Library的名称,然后右边Technology中选择第三项,依托于已有的工艺库创建自己的库。
这里我安装的是台积电65nm工艺库(tsmcN65),所以我选择这个,选择完成以后点击OK,自己的库就创建好了。
二、绘制原理图
接下来,选择File -> New -> Cellview 创建一个新的原理图。
在Cell处对自己的原理图命名,点击OK,进入绘制界面。
快捷键 “i” 可以选择要放置的器件,Library选择tsmcN65这个工艺库,在Cell处输入nch,选择标准的View,即symbol,点击Hide,放置好一个NMOS。
快捷键 “F” 可以将原理图缩放到合适的大小。
点击放置的NMOS,快捷键 “Q” 可以设置器件的相关参数,比如NMOS的尺寸等。
再在系统库analogLib中找到vdc、gnd,放置在图中。
快捷键 “W” 为布线,按照下图连线。
再分别设置V0和V1两个电源的参数,V0的电压设置为vgs,V1的电压设置为vds,也可以将这两个电压设置为具体的数值,比如3v,这里为了仿真的时候将电压数值进行变化扫描,所以设置为变量。
最后,点击左上角的Save & Check,没有报错即可,如果有,可以查看报错信息对应修改。
这是报错信息查看的地方。
三、仿真
定参数扫描变量仿真
点击 Launch -> ADE L, 进入仿真界面,接下来就是设置仿真参数。
在界面左侧右击,选择Copy From Cellview,这样我们设置的变量参数即可被添加进来了。
然后对参数赋初值,双击对应项即可编辑参数。
点击Outputs -> To Be Plotted -> Select On Design,这样就可以选择要输出的参数曲线。
选中线就是输出该线上的电压,选择节点就是输出该点的电流,选中的信号会闪烁或者被圈中,这里我选中的是漏端电压和电流。
下图中,框选的窗口就是要输出的信号,Plot复选框就是要不要将线条画出来,Save的意思很显然咯,就是数据要不要保存。
选择Analyses -> Choose,这样就可以选择我们要仿真的类型,比如时序仿真、直流仿真、交流仿真等等,这里我们是直流仿真,选择dc,勾选DC Analysis 中的 Save DC Operating Point,这样才能观察到仿真图,然后在扫描变量中勾选Design Variable 意思就是根据我们设计的变量选择要扫描的变量,选择vds,当然如果想观察随vgs变化NMOS输出的情况也可以选择vgs,然后在下面输入扫描的范围,这里是从0V - 3V,点击OK,就设置好了。
点击右边工具栏中绿色的开始按钮就可以开始仿真了,等待仿真结束,会自动弹出仿真图。
简单的电路分析
观察上图,先进行定性分析,由于Vgs初始值设定为2V,一定是大于阈值电压的,可以看到随着Vds的增大,NMOS先进入线性区,然后Vds继续增大,NMOS进入饱和区,由于沟道调制,所以电流并不会恒定不变,而是继续有增大的趋势。再进行定量分析,根据平方律,考虑沟道调制效应,电流公式为
其中、W、L已知,选取饱和区任意三个点,列方程即可解得、、等参数。
扫描参数仿真
点击Tools -> Parametric Analysis ,可以改变不同Vgs作为参数进行仿真。
将参数选择为vgs,变化范围从0.3V - 2.5V,仿真点数选择为6。
然后点击右上角开始按钮即可开始仿真,等待得到仿真结果如下。
小结
第一次使用Cadence Virtuoso的记录就到此为止啦,主要是一些基本的软件操作和仿真设置,学会这些,才能配合课内学习的理论知识进行仿真,后面会配合在Razavi的《模拟CMOS集成电路设计》中学到的基础的电路进行仿真,直到能自己设计一些电路,加油,ICer!