[發明專利]SPICE模型仿真系統及仿真方法

在審

• 申請號: 202011265291.9
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112632891A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 王偉;吳駿
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 焦天雷

1.一種SPICE模型仿真系統，其特征在于，包括：

模型導入模塊，其用于導入模型文件；

模型解析模塊，其用于判斷導入模型文件類型，并通過模型卡仿真器詞法分析器解析模型文件類型獲得模型參數；

實測數據導入模塊，其用于導入器件實測數據；

仿真條件輸入模塊，其用于輸入器件物理特性和器件仿真條件；

仿真優化模塊，其用于根據對模型文件、模型參數、器件實測數據、器件物理特性和器件仿真條件執行仿真優化后輸出仿真結果。

2.如權利要求1所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于：導入模型文件包括模型庫文件和/或單一模型參數文件。

3.如權利要求1所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于，模型卡仿真器詞法分析器包括簡單詞法分析器和高效詞法分析器；

簡單詞法分析器，其用于Compact緊湊型模型，利用字典法將每個參數建立二元式結構讀取到模型卡參數

高效詞法分析器，其用于復雜型Sub-Circuit子電路模型，其通過識別模型文件中特定字符進行函數判斷，可以自動解析獲得運算法和判斷運算。

4.如權利要求1所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于，器件實測數據至少包括MOSFET電壓-電流掃描數據.

5.如權利要求1所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于,仿真優化模塊執行仿真優化至少包括：

1)消除連線導致寄生電阻的器件內部電壓迭代；

2)閾值電壓查找迭代；

3)統計失配模型，生成失配模型仿真隨機數。

6.如權利要求5所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于，仿真優化模塊執行仿真優化1)包括以下步驟；

1.1)計算出外部施加電壓下源漏端電流；

1.2)通過歐姆定律計算將由于連線和硅氧化物接觸電阻以及源/漏端擴散電阻導致的電壓；

1.3)用初始電壓減去寄生電壓作為新的初始電壓重新代入計算新的電流；

1.4)重復上述步驟1.1)～1.3)直至初始電壓與上一次施加的初始電壓的偏差小于第一閾值。

7.如權利要求5所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于，仿真優化模塊執行仿真優化2)采用以下步驟；

2.1)設定最低電壓、最高電壓和平均電壓，計算獲得平均電壓下的仿真電流值；

2.2)基于二分掃描電壓循環迭代計算獲得所述仿真電流值，將所述仿真電流與與目標電流值比較，直至所述仿真電流與目標電流誤差小于第二閾值或循環次迭代計算所述仿真電流次數大于第三閾值，則結束迭代此時的平均電壓作為閾值電壓。

8.如權利要求5所述的SPICE模型仿真系統，其特征在于，仿真優化模塊執行仿真優化3)采用以下步驟；

3.1)利用隨機數函數Rnd()產生0-1之間的隨機數變量x1和x2；

3.2)利用公式(1)產生一組符合正態分布的隨機數；

3.3)根據仿真次數兩個器件間隔調用所述隨機數實現失配模型仿真。

9.一種SPICE模型仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，導入模型文件；

S2,判斷導入模型文件類型，并通過模型卡仿真器詞法分析器解析模型文件類型獲得模型參數；

S3，導入器件實測數據；

S4，輸入器件物理特性和器件仿真條件；

S5，根據對模型文件、模型參數、器件實測數據、器件物理特性和器件仿真條件執行仿真優化后輸出仿真結果。

10.如權利要求9所述的SPICE模型仿真方法，其特征在于：導入模型文件包括模型庫文件和/或單一模型參數文件。