工艺角分析和蒙特卡洛分析.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,工艺角分析和蒙特卡洛分析,集成电路,CAD(8),工艺角模型,在厂家提供的模型库中，一般将随工艺变化的参数按某个变化方向集中起来，组成“工艺角模型”或称为“工艺角入口”，例如将使,NMOS,管和,PMOS,管的开关速度最快的参数值集中到,FF,入口，将导致开关速度最慢的参数值集中到,SS,入口。,集成电路的工艺偏差,工艺偏差指实际制造的器件参数与设计参数的偏差。典型的集成电路制造工艺存在较大的工艺偏差，以电阻为例，实际阻值与设计阻值的偏差一般在,20%,左右,。,MOS,管、双极晶体管等器件也存在较大的工艺偏差。,st02,库的构成,.lib tt,各种参数值的变化值（,0,或,1,）,.lib“st02.lib”mos,.endl tt,.lib ff,各种参数值变化（导致速度变快的值，非,0,，非,1,）,.lib“st02.lib”mos,.endl ff,对工艺角模型的理解,典型工艺角给出的是统计平均值，实际值接近典型值的概率较大。,FF,、,SS,等工艺模型给出的是出现概率较小的允许值。,实际值是在给定范围内随机分布的。,工艺角分析,一个工程设计必须考虑工艺偏差的影响，对关键部件需要在各种工艺角、各种工作电压和各种环境温度下进行分析。,由于需要同时改变多个参数，,SPICE,提供了一个特殊语句支持在一个仿真文件中进行多种工艺条件的分析。,.alter,语句使用方法,作用,自动进行多次仿真，每次可以同时改变多个参数。,例：,.param PVDD=3 PVB=1,在原有仿真语句后写,.alter,.param PVDD=5 PVB=0.9,则自动使用新参数重新执行一次仿真。,例：分析一个反相器的速度,分别在以下,3,种条件下,（,1,）,VDD=3.3V,，,T=25,，,TT,（,2,）,VDD=3V,，,T=85,，,SS,（,3,）,VDD=3.6V,，,T=-40 FF,双极晶体管使用方法,语法,QX,集电极 基极 发射极 模型名,M=N,例：,q2 nc nb ne qvp5,m,为并联个数。,ST02,中的,PNP,管,.lib biptypical,.lib st02.lib bip,.endl biptypical,ST02库只支持两种衬底PNP管,qvp5 和 qvp20，这两种PNP管的C极只能接地。,实际的电阻,*hr1k resistor(1k)*,.subckt rhr1k n1 n2 l=length w=width,参数和计算公式,.ends rhr1k,带隙基准,Monte Carlo,分析的概念,蒙特卡诺分析（简称,MC,分析）是一种统计分析，主要用于分析由于器件分散性引起的电路性能偏差以及出现某种范围的偏差的概率，通过,MC,分析，可预测产品的合格率（成品率）。,MC,分析不是独立的分析,SPICE,所做的分析仍然是三种基本分析之一,.,进行,MC,分析需要确定的问题,描述参数变化规律,确定重复分析次数,分布,语法,语法,.PARAM XX=UNIF(标称值,变化量)均匀分布 相对变化量,.PARAM XX=AUNIF(标称值,变化量)均匀分布 绝对值变化量,.PARAM XX=GAUSS(标称值,变化量,方差数)高斯分布 相对变化量,.PARAM XX=AGAUSS(标称值,变化量,方差数)高斯分布 绝对值变化量,参数定义,例,1,.PARAM RV GAUSS(100,0.2,3),标称值,100,在,3,倍方差处阻值相对变化量为,0.2.,（阻值为,80-120),分析语句,在原有的分析语句后加,SWEEP MONTE=,次数,例如,.DC V1 0 5 0.1 SWEEP MONTE=20,.TRAN 1N 1U SWEEP MONTE=30,.AC DEC 10 100 10MEG SWEEP MONTE=10,