Cadence基础教学——以MOS仿真为例（包括calculator的使用）

一、MOS仿真基础

Cadence是一款广泛应用于半导体和集成电路设计的软件，其中MOS仿真是模拟电路设计中不可或缺的一部分。以下将以NMOS和PMOS器件的I-V特性仿真为例，介绍Cadence中的MOS仿真步骤。

1. NMOS器件的I-V特性仿真

• 管子参数设置

  首先，在Cadence中设置NMOS管的参数。例如，可以设置沟道宽度W为10um，沟道长度L为1um。

  

• 仿真电路搭建

  接下来，搭建仿真电路。使用analogLib库中的gnd（接地）、vdd（电源）和vdc（直流电压源）等元件，以及设置好的NMOS管，按照案例电路进行连接。

  

• 仿真Id-VGS转移特性曲线

  （1）启动ADE L：点击左上角Launch的ADE L进入仿真环境。

  

  （2）设置变量：在Variables中Edit，Copy from设置vds（漏源电压）和vgs（栅源电压）的初值为1V。

  

  （3）设置仿真分析：在analysis中选择Choose...进行仿真设置，按照图示配置转移特性曲线的仿真参数。

  

  （4）设置输出：在Outputs中选择To Be Plotted，选择Select On Design，并点击漏端（电流点，电压线）设置输出。

  

  （5）运行仿真：点击右侧绿色按钮运行仿真，得到转移特性曲线图。

  

  若需进行多参数扫描，可在ADE L界面的Tools中选择Parametric analysis...进行设置，得到多参数扫描的转移特性曲线图。

• 仿真输出特性曲线

  类似地，可以修改扫描变量为vds，得到NMOS管的输出特性曲线图。

2. PMOS器件的I-V特性仿真

PMOS器件的仿真方法与NMOS类似，但需注意PMOS与NMOS在电压和电流方向上的区别。

二、MOS管参数查看

ADE仿真结束后，可通过以下步骤查看MOS管的详细参数：

• 点击工具栏Results→Print→DC Operating Points。
• 在Schematic界面点击你想查看的MOS管，即可获取MOS管的跨导gm、漏端电流Id、阈值电压Vth、Vds、Vgs等详细参数。

三、Calculator（计算器）的使用

Cadence中的Calculator是一个强大的工具，可用于计算和显示仿真结果中的参数。

• 调出Function Panel：如果Calculator的函数面板未显示，可右键点击空白处选择Function Panel调出。

• 使用Calculator计算参数：

  以计算NMOS管的gm/Id和Id/W曲线为例：

  （1）确保MOS管工作在饱和区（region为2），先进行一次仿真。

  （2）在Results Browser中选择dcOpinfo，找到M0（即MOS管实例），右键选择参数gm并加入到Calculator中。

  （3）同样地，找到参数Id并加入到Calculator中。

  （4）在Calculator中使用除号“/”将gm除以Id，得到gm/Id的表达式。

  （5）新建公式名称为gm/id，并在Calculator中填写好表达式，点击添加公式。

  （6）类似地，可以设置Id/W的表达式，注意W在instance参数中查找。

• 进行参数扫描仿真：

  使用Tools→Parametric Analysis进行参数扫描仿真，设置相应的参数范围，得到gm/Id和Id/W的曲线图。

通过以上步骤，即可在Cadence中完成MOS仿真的基础操作，并学会使用Calculator工具进行参数计算和显示。希望这些内容能帮助初学者更好地掌握Cadence的使用技巧。