实验二非门、与非门、或非门的电路结构与仿真
班级姓名学号指导老师袁文澹
一、实验目的
1、熟练掌握仿真工具Hspice相关语法；
2、熟练掌握MOS管基本特性；
3、掌握使用HSPICE对MOS电路进行SPICE仿真，以得到MOS电路的I-V曲线。
二、实验内容及要求
1、设计反相器电路；
2、设计出二输入与非门、或非门并仿真；
三、实验原理
1、反相器
a)反相器中NMOS管和PMOS管轮流导通，在理想的输入高电平或者低电平时，电源VDD
与地级始终没有导通电路存在，最终输出的电平大小与NMOS管和PMOS管的尺寸没有关系。
b)直流电压传输特性
2、二输入与非门
T P1、T P2为PMOS管，T N1、T N2为NMOS管
a)当输入信号A、B都是低电平时，两个NMOS管都截止，两个PMOS管都导通，
输出高电平V DD；
b)当A、B有一个是高电平，一个是低电平时，必然有一个NMOS管截止同时有
一个PMOS管导通，输出高电平V DD，；
c)当A、B都是高电平时，两个PMOS管都截止，两个NMOS管都导通，输出低
电平0。
3、二输入或非门
a)或非门中NMOS管并联，PMOS管串联；
b)当输入信号A、B都是低电平时，两个NMOS管都截止，两个PMOS管都导通，
输出高电平V DD
；
c)当输入信号A、B只要有一个是高电平，那么至少有一个NMOS管导通，同时
至少有一个PMOS管截止，因此输出低电平0.
四、实验方法与步骤
实验方法：
计算机平台：（在戴尔计算机平台、Windows XP操作系统。
）
软件仿真平台：（在VMware和Hspice软件仿真平台上。
）
实验步骤：
1、编写源代码。
按照实验要求，在记事本上编写CMOS反相器、二输入与非门、二输入或非门输出特性曲线的描述代码。
并以相应的文件扩展名存储文件。
2、打开Hspice软件平台，点击File中的一个文件。
3、编译与调试。
确定源代码文件为当前工程文件，点击Complier进行文件编译。
编译结果有错误或警告，则将要调试修改直至文件编译成功。
4、软件仿真运行及验证。
在编译成功后，点击simulate开始仿真运行。
点击Edit LL单步运行查看结果,无错误后点击Avanwaves按照程序所述对比仿真结果。
5、断点设置与仿真。
…
6、仿真平台各结果信息说明.
五、实验仿真结果及其分析
1、仿真过程
1）源代码
反相器
*Sample netlist for GSMC
.TEMP
25.0000
.param wn=1u wp=0.28u Lmin=0.28u vdd=3.6v
.lib 'gd018.l' TT
.option post
vdd vcc 0 dc vdd
* --- V oltage Sources ---
* --- Inverter Subcircuit ---
M1 n2 n1 vcc vcc PCH w = wp L = Lmin
M2 n2 n1 0 0 NCH w = wn L = Lmin
C1 n2 0 10p
vs n1 0
* --- Transient Analysis ---
.dc vs 0 vdd 0.01
.print dc v(n2) I(m2)
.alter
.param wp = 1u
.alter
.param wp = 3u
.alter
.param wp = 9u
.alter
.param wp = 27u
.end
二输入与门
*Sample netlist for GSMC
.TEMP
25.0000
.param wn=30u wp=30u Lmin=6u vdd=3.6v .lib 'gd018.l' TT
.option post
vdd vcc 0 dc vdd
* --- V oltage Sources ---
* --- Inverter Subcircuit ---
Mp1 n3 n2 vcc vcc PCH w = wp L = Lmin Mp2 n3 n1 vcc vcc PCH w = wp L = Lmin Mn1 n3 n1 n4 0 NCH w = wn L = Lmin
Mn2 n4 n2 0 0 NCH w = wn L = Lmin
vs n1 0 dc=5v
vd n2 0 dc=5v
* --- Transient Analysis ---
.dc vs 0 vdd 0.01 vd 0 vdd vdd
.print v(n3)
.end
二输入或非门
*Sample netlist for GSMC
.TEMP 25.0000
.param wn=30u wp=30u Lmin=6u vdd=3.6v .lib 'gd018.l' TT
.option post
vdd vcc 0 dc vdd
* --- V oltage Sources ---
* --- Inverter Subcircuit ---
Mp1 vcc n1 n4 vcc PCH w = wp L = Lmin Mp2 n4 n2 n3 n4 PCH w = wp L = Lmin Mn1 n3 n1 0 0 NCH w = wn L = Lmin Mn2 n3 n2 0 0 NCH w = wn L = Lmin C1 n3 0 0.1p
vs n1 0
vd n2 0
* --- Transient Analysis ---
.dc vs 0 vdd 0.01 vd 0 vdd vdd
.print v(n3)
.end
2、仿真结果及分析1)仿真结果
反相器
二输入与非门
输入输出
二输入或非门
2) 仿真结果分析
反相器
反相器仿真中，低电平输入时高电平输出，并随输入升高输出降低，最后高电平输入时低电
输入
D0[S0，S1]
输入 D1[S0]
输入 D1[S1]
输出 D2[S0] 输出 D2[S1]
输入
D0[S0，S1]
输入 D1[S0]
输出 D2[S0]
输入 D1[S1]
输出 D2[S1]
平输出。
二输入与非门
二输入与非门仿真中，两个输入的都是高电平时，输出为低电平，当两输入中至少有一个为低电平时，输出都为高电平。
二输入或非门
二输入或非门仿真中，当两个输入的都是低电平时，输出为高电平。
当两输入中至少有一个为高电平时，输出都为低电平。
六、实验结论
实验结论
反相器
输入输出
A B
0 1
1 1
二输入与非门
输入输出
A B C
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
二输入或非门
输入输出
A B C
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
七、实验心得。