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cadence 测电流

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在 Cadence 设计工具(尤其是针对集成电路设计的 Virtuoso ADE Suite)中测量电流,主要有以下两种常用方法:

一、在 ADE Explorer / ADE L 仿真环境下设置输出电流信号

这是最常用和推荐的方法:

  1. 启动 ADE:

    • 打开电路原理图。
    • 点击菜单 Launch -> Simulation -> ADE Explorer (或者 ADE L,取决于你的版本和配置)。
  2. 设置仿真器与模型库:

    • 在 ADE 窗口中,选择正确的仿真器(通常是 Spectre)。
    • 确保 Model Libraries 设置正确,指向你设计所用的工艺模型文件。
  3. 设置分析类型:

    • 点击 Analyses -> Choose...
    • 选择你需要进行的仿真类型(如 tran 瞬态分析、dc 直流扫描、ac 交流分析等)。
    • 设置所需的仿真参数(如瞬态仿真的终止时间、步长;直流扫描的变量和范围等)。点击 OKApply
  4. 选择要测量的电流信号:

    • 关键步骤: 在 ADE 窗口的 Outputs 部分操作。
    • 方法 1 (推荐 - 原理图选择):
      • 点击 Outputs -> To Be Plotted -> Select On Schematic
      • 这时你的光标会变成一个十字。按住键盘上的 s 键不放,然后用鼠标左键点击你想要测量电流的器件引脚或电源/地的端口。
      • s 键告诉工具你要选择的是通过该引脚(导线)的电流。
      • 点击后,该电流信号(通常命名格式为 I(<instance_name>:<terminal_name>),如 I(M1:d))会自动添加到 Outputs 列表中。
    • 方法 2 (手动添加):
      • 点击 Outputs -> Edit...
      • 在弹出的窗口中选择 Expression
      • 在表达式栏中手动输入你想要测量的电流:
        • I(<instance_name>:<terminal_name>):测量流过器件特定引脚(如源极s、漏极d、栅极g、基极b、集电极c、发射极e)的电流。例如 I(M1:d) 测量晶体管 M1 漏极的电流。流入器件的电流通常定义为正方向。
        • I(<net_name>):测量流入指定网络(节点)的总电流(所有连接到该网络的器件端口电流之和)。
      • 点击 ApplyOK
  5. 运行仿真:

    • 点击绿色的 Netlist and Run 按钮(图标通常是一个绿色播放箭头加一个文档)。
    • ADE 会自动生成网表、调用仿真器进行计算。
  6. 查看电流结果:

    • 仿真完成后,结果会自动在波形查看器(通常是 Waveform 窗口)中打开。
    • 你选择的电流信号会出现在波形上。通常 Y 轴单位是安培 (A) 或更常用的毫安 (mA)、微安 (μA)、纳安 (nA)。
    • 你可以放大、缩小、添加标记点来查看具体数值。

二、在仿真后的波形查看器 (Waveform) 中直接添加电流信号

如果你在 ADE 中没有预先设置某个电流信号,但仿真结果已经包含了所有节点电压和器件端电流(默认通常是包含的),你可以在仿真结束后直接在波形查看器中添加它们:

  1. 打开波形查看器: 仿真完成后会自动打开。或者从 ADE 中点击 Results -> Direct Plot -> Main Form... 打开。
  2. 添加电流波形:
    • 在 Waveform 窗口的菜单栏或工具栏上找到类似 Add WaveTrace 的按钮(图标可能像一个波形图加一个加号)。
    • 点击后,会弹出一个对话框(类似 Results Browser)。
    • 导航到你的测试电路顶层(通常是 toplevel 或你的电路名)。
    • 展开 i 文件夹(代表电流)。
    • 找到你感兴趣的器件(如 M1, R1, VsourceName 等)。
    • 展开该器件,你会看到它的引脚(如 d, g, s)。
    • 选择你想要查看电流的引脚(例如 M1:s 表示流过 M1 源极的电流)。
    • 点击 AddOK。该电流波形就会被添加到窗口中查看。
    • 同样,也可以选择电源端口(如 vdd!)来查看流入电源的总电流。

重要提示

  1. 电流方向: 理解参考方向非常重要!对于器件引脚:
    • I(<instance>:d):通常表示流入器件漏极的电流(如 MOS 管漏极电流)。
    • I(<instance>:s):通常表示流入器件源极的电流(对于 MOS 管,通常 Is = -Id)。
    • 对于电压源 (vdd!, vss!, gnd!):
      • I(<vdd_instance>):通常表示流出电源正端(流入电路)的电流。
      • I(<gnd_instance>):通常表示流入地网络(流出电路)的电流(在很多情况下,这代表了电路的总电流消耗)。
  2. 直流 vs 瞬态: 在瞬态仿真中,你看到的是电流随时间变化的波形。在直流仿真(如 DC Sweep)中,你看到的是电流随扫描变量(如电源电压、输入电压)变化的曲线。
  3. 器件名称: 确保你输入的器件 Instance 名称(如 M1, R2)与原理图中的标签完全一致(区分大小写)。
  4. 层次化设计: 如果器件在子电路内部,需要在 Instance 名称前加上层次路径(如 I(top.I1.M1:s))。
  5. 查看数值: 波形查看器通常支持添加光标(Markers/Cursors)来精确定位和读取波形上特定点的电流值。也可以将数据导出到文本文件或 Excel 进行处理。

总结: 最可靠的方法是在 ADE Explorer/L 中仿真前,按住 s 键在原理图上直接点击器件引脚来选择你需要测量的电流信号。仿真结束后,波形会自动显示出来。如果忘了设置,也可以在波形查看器中浏览添加 i 文件夹下的信号。

选择哪种方法取决于你的习惯和工作流程,但第一种方法(在 ADE 中预选)是最常用且不易遗漏的。

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