JP2000057196A - 回路シミュレーション装置および回路シミュレーション方法 - Google Patents

回路シミュレーション装置および回路シミュレーション方法

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JP2000057196A
JP2000057196A JP10228352A JP22835298A JP2000057196A JP 2000057196 A JP2000057196 A JP 2000057196A JP 10228352 A JP10228352 A JP 10228352A JP 22835298 A JP22835298 A JP 22835298A JP 2000057196 A JP2000057196 A JP 2000057196A
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resistance element
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potential
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Mitsuhiko Sotozono
三彦 外▲ぞの▼
Juichi Hayashi
重一 林
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シミュレーションに必要な精度に則した段数
のモデルを選択することが困難であった。 【解決手段】 抵抗素子の動作時における各端子の電位
に基づいて各端子における寄生容量値の比を端子間容量
比計算手段13により計算し、最適段数計算手段14に
より、その寄生容量値の比に基づいてその抵抗素子に対
するダイオードモデルの段数を計算する。そして、抵抗
素子のデータをその段数のダイオードモデルに変換した
後、回路シミュレーションが実行される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、回路の構成を記
述した回路データに基づいてその回路をシミュレーショ
ンする回路シミュレーション装置および回路シミュレー
ション方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は、従来の回路シミュレーション
装置および回路シミュレーション方法により集積回路の
うちの抵抗素子を含む回路をシミュレーションするとき
に、その抵抗素子の寄生容量を含めて抵抗素子を表現す
る1段Π型モデルおよび1段T型モデルを示す回路図で
ある。図14は、1段Π型モデルと、それを高精度化し
た10段Π型モデルを示す回路図である。
【0003】図13において、201は、抵抗値がRで
ある抵抗素子の両端に寄生容量Cが接続された1段Π型
モデルであり、202は、抵抗値が2Rである抵抗素子
の中間位置に寄生容量Cが接続された1段T型モデルで
ある。従来の回路シミュレーション装置および回路シミ
ュレーション方法では、抵抗素子がこのようなモデルに
変換された後、回路のシミュレーションが実行される。
【0004】また、集積回路の半導体の接合部への印加
電圧に対するその接合部の容量の非線形特性を考慮する
ために、印加電圧に対して線形なキャパシタの代わりに
ダイオードを接続するダイオードモデルが使用される場
合がある。
【0005】さらに、寄生容量をより正確にモデル化す
る場合には、図13、図14(a)および図14(c)
に示すような1段のモデルではなく、図14(b)およ
び図14(d)に示すような例えば10段などの多段の
モデルが使用される。
【0006】なお、本発明に関連するものとして、特開
平10−124567号公報や特開平10−98104
号公報に記載された装置などがある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の回路シミュレー
ション装置および回路シミュレーション方法は以上のよ
うに構成されているので、シミュレーションに必要とさ
れる精度のモデルを得るために、少なくともその精度が
得られるように経験的に余裕を持たせてモデルの段数を
大雑把に(例えば10段などに)決定しなければなら
ず、シミュレーションに必要な精度に則した段数を選択
することが困難であり、モデルの段数が大きい分だけシ
ミュレーションに要する時間が増加してしまうなどの課
題があった。
【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、抵抗素子の各端子の電位に基づい
て各端子における寄生容量値を計算し、それらの端子に
おける寄生容量値の比に基づいてその抵抗素子に対する
モデルの段数を計算するようにして、シミュレーション
に必要な精度に則した最適な段数を選択し、シミュレー
ションに要する時間を低減することができる回路シミュ
レーション装置および回路シミュレーション方法を得る
ことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る回路シミ
ュレーション装置は、回路のうちの抵抗素子の第1の端
子の電位に基づいて第1の端子における寄生容量値を計
算し、第2の端子の電位に基づいて第2の端子における
寄生容量値を計算する容量値計算手段と、第1の端子に
おける寄生容量値と第2の端子における寄生容量値との
比に基づいて、抵抗素子に対するダイオードモデルの段
数を計算する段数計算手段と、抵抗素子を、段数計算手
段により計算された段数のダイオードモデルに変換する
変換手段と、抵抗素子をダイオードモデルに変換した後
の回路をシミュレーションするシミュレーション手段と
を備えるものである。
【0010】この発明に係る回路シミュレーション装置
は、抵抗素子の第1の端子の電位を接地電位とし、第2
の端子の電位を電源電圧の高電位側の電位として、第1
の端子における寄生容量値と第2の端子における寄生容
量値を計算するものである。
【0011】この発明に係る回路シミュレーション装置
は、積層された半導体のうちの第1の層で構成される抵
抗素子について、式(1)に基づいて、第1または第2
の端子における寄生容量値Cbcを計算するとともに、
式(2)に基づいて、ダイオードモデルの段数nを計算
するものである。
【0012】この発明に係る回路シミュレーション方法
は、回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
て第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の端子
の電位に基づいて第2の端子における寄生容量値を計算
するステップと、第1の端子における寄生容量値と第2
の端子における寄生容量値との比に基づいて、抵抗素子
に対するダイオードモデルの段数を計算するステップ
と、抵抗素子を、計算した段数のダイオードモデルに変
換するステップと、抵抗素子をダイオードモデルに変換
した後の回路をシミュレーションするステップとを備え
るものである。
【0013】この発明に係る回路シミュレーション装置
は、回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
て第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の端子
の電位に基づいて第2の端子における寄生容量値を計算
する容量値計算手段と、第1の端子における寄生容量値
と第2の端子における寄生容量値との比に基づいて、抵
抗素子に対するΠ型またはT型ダイオードモデルの段数
を計算する段数計算手段と、抵抗素子のRC均一分布モ
デルでの入出力関係と抵抗素子のm段Π型モデルまたは
m段T型モデルでの入出力関係との差に基づいて、回路
動作時における角周波数、抵抗素子の総抵抗値および抵
抗素子の総容量値の積の最大許容値を所定の範囲の各段
数について計算し、その積が最大許容値以下になる段数
のうちの最小の段数をΠ型またはT型ダイオードモデル
の段数に選択する段数選択手段と、抵抗素子を、段数計
算手段により計算された段数と段数選択手段により選択
された段数のうちの大きい方の段数のΠ型またはT型ダ
イオードモデルに変換する変換手段と、抵抗素子をΠ型
またはT型ダイオードモデルに変換した後の回路をシミ
ュレーションするシミュレーション手段とを備えるもの
である。
【0014】この発明に係る回路シミュレーション装置
は、抵抗素子の第1の端子の電位を接地電位とし、第2
の端子の電位を電源電圧の高電位側の電位として、第1
の端子における寄生容量値と第2の端子における寄生容
量値を計算するものである。
【0015】この発明に係る回路シミュレーション方法
は、回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
て第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の端子
の電位に基づいて第2の端子における寄生容量値を計算
するステップと、第1の端子における寄生容量値と第2
の端子における寄生容量値との比に基づいて、抵抗素子
に対するΠ型またはT型ダイオードモデルの段数を計算
するステップと、抵抗素子のRC均一分布モデルでの入
出力関係と抵抗素子のm段Π型モデルまたはm段T型モ
デルでの入出力関係との差に基づいて、回路動作時おけ
る角周波数、抵抗素子の総抵抗値および抵抗素子の総容
量値の積の最大許容値を所定の範囲の各段数について計
算し、その積が最大許容値以下になる段数のうちの最小
の段数をΠ型またはT型ダイオードモデルの段数に選択
するステップと、抵抗素子を、計算した段数と選択した
段数のうちの大きい方の段数のΠ型またはT型ダイオー
ドモデルに変換するステップと、抵抗素子をΠ型または
T型ダイオードモデルに変換した後の回路をシミュレー
ションするステップとを備えるものである。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1は、この発明の実施の形態1による
回路シミュレーション装置の構成を示すブロック図であ
る。図2は、集積回路に形成される抵抗素子の一例を示
す平面図および断面図である。図3は、半導体の接合部
に印加される電圧と、その接合部の容量値との関係の一
例を示す図である。
【0017】図1において、1は回路シミュレーション
装置であり、2は、シミュレーション対象の回路のデー
タであるネットリスト21を記録した記録媒体である。
図2において、41は、抵抗素子における電気抵抗を生
ずるp型半導体層(第1の層)であり、42および43
は、p型半導体層41に接続された端子である。44
は、p型半導体層41に接合したn型半導体層(第2の
層)であり、45は、n型半導体層44のn+部に接続
されたエピ端子である。
【0018】図1の回路シミュレーション装置1におい
て、11は、記録媒体2からネットリスト21を読み出
し、そのネットリストに記述された回路のDC動作(す
なわち、回路に対する入力信号が直流信号であるときの
動作)時におけるシミュレーション(DC動作点解析)
を回路シミュレータ部12に実行させ、そのシミュレー
ションの結果のうち各抵抗素子の端子42,43の電位
などのデータを端子間容量比計算手段13に出力すると
ともに、読み出したネットリストを端子間容量比計算手
段13およびネットリスト修正手段15に供給し、ネッ
トリスト修正手段15により修正されたネットリストを
回路シミュレータ部12に実行させ、そのシミュレーシ
ョンの結果を図示せぬ所定の外部装置に出力する制御部
である。
【0019】12は、制御部11により供給されたネッ
トリストに基づいて、そのネットリストで記述された回
路のシミュレーションを実行する回路シミュレータ部
(シミュレーション手段)である。
【0020】13は、制御部11より供給される抵抗素
子の各端子42,43の電位のデータを受け取り、式
(3)で表される抵抗素子の2つの端子42,43に対
する寄生容量Cbcの比Crを式(4)に従って計算す
る端子間容量比計算手段(容量値計算手段)である。図
3は、その電位Vbcと寄生容量Cbcとの関係の一例
を示している。 Cbc = CJ0・(1−Vbc/VJ)-M ・・・(3) ただし、Vbcは、抵抗素子を構成する第1の層(例え
ば、p型半導体層41)と接合する第2の層(例えば、
n型半導体層44)と、抵抗素子のいずれかの端子との
間の電圧であり、CJ0は、第1の層と第2の層との接
合部に印加される電圧が0であるときの第1の層と第2
の層との接合容量であり、VJは、第1および第2の層
による拡散電位であり、Mは、接合容量の印加電圧に対
する依存性を表す、第1および第2の層の物性に基づい
た接合容量勾配係数である。
【0021】 ただし、V1は、回路動作時における抵抗素子の一方の
端子42の電位であり、V2は、回路動作時における抵
抗素子の他方の端子43の電位であり、Veは、回路動
作時におけるエピ端子45の電位である。
【0022】14は、容量比Crに基づいて、式(5)
を満足するダイオードモデルの段数nを計算(選択)す
る最適段数計算手段(段数計算手段)である。 Pn-1 ≦ Cr < Pn ・・・(5) ただし、Pは、回路のシミュレーションに要求される抵
抗素子における寄生容量値の精度に基づいて設定される
実数で、値が1より大きい定数である。例えば、抵抗素
子の寄生容量値の印加電圧に対する依存性を示す理論値
との誤差を約10%以下にするためには、Pを約1.2
に設定する。
【0023】15は、ネットリストの抵抗素子のデータ
(例えば1段Π型モデルや1段T型モデルのデータ)
を、最適段数計算手段14により計算された段数nのダ
イオードモデルに変換して、ネットリストを修正するネ
ットリスト修正手段(変換手段)である。
【0024】次に動作について説明する。図4は、実施
の形態1による回路シミュレーション装置の動作につい
て説明するフローチャートである。図5は、1段Π型モ
デルとn段のダイオードモデルを示す回路図である。
【0025】まず、ステップST1において、回路シミ
ュレーション装置1の制御部11は、記録媒体2からネ
ットリスト21を読み出し、回路シミュレータ部12と
ネットリスト修正手段15とに供給する。回路シミュレ
ータ部12は、制御部11により供給されたネットリス
トに基づいて、そのネットリストに記述された回路のD
C動作時におけるシミュレーションを実行し、そのシミ
ュレーションの結果を制御部11に供給する。制御部1
1は、そのシミュレーションの結果のうち各抵抗素子の
端子42,43の電位などのデータを端子間容量比計算
手段13に出力する。
【0026】そしてステップST2において、端子間容
量比計算手段13は、制御部11より供給されるネット
リストおよびそのネットリスト内の抵抗素子の各端子4
2,43の電位のデータを受け取り、式(3)で表され
る抵抗素子の2つの端子42,43に対する寄生容量C
bcの比Crを式(4)に従って計算し、その容量比C
rを最適段数計算手段14に出力し、ステップST3に
おいて、最適段数計算手段14は、容量比Crに基づい
て、式(5)を満足するダイオードモデルの段数nを計
算し、その段数nをネットリスト修正手段15に出力す
る。
【0027】ステップST4において、ネットリスト修
正手段15は、ネットリストの抵抗素子のデータを、最
適段数計算手段14により計算された段数nのダイオー
ドモデルに変換して、ネットリストを修正し、修正後の
ネットリストを制御部11に出力する。例えば、図5
(a)に示す1段Π型モデルのデータが、図5(b)に
示すn段のダイオードモデルに変換される。
【0028】そしてステップST5において、制御部1
1は、その修正後のネットリストを回路シミュレータ部
12に供給し、修正後のネットリストに記述された回路
のシミュレーションを実行させ、そのシミュレーション
の結果を図示せぬ所定の外部装置に出力する。なお、こ
のときは、DC動作時のシミュレーションではなく、実
際の周波数での動作時のシミュレーションが実行され
る。
【0029】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、回路のDC動作時におけるシミュレーションの結果
に基づいて抵抗素子の2つの端子における寄生容量を計
算し、所定の精度を確保するように、その容量の比に基
づいて抵抗素子を表現するダイオードモデルの段数を計
算するようにしたので、予め設定された精度に則した段
数が選択され、その精度を保ちつつモデルの段数を低減
することができ、回路シミュレーションに要する時間を
低減することができるという効果が得られる。
【0030】また、実施の形態1によれば、抵抗素子を
ダイオードモデルに変換しているため、寄生容量値の電
圧依存性を表現することができ、より実際の抵抗素子に
則したモデルで抵抗素子を表現することができるという
効果が得られる。
【0031】なお、いわゆるコンピュータを使用して、
上記制御部11などの処理をソフトウェアとして実現す
るようにしてもよい。
【0032】実施の形態2.この発明の実施の形態2に
よる回路シミュレーション装置の構成は、制御部11お
よび端子間容量比計算手段13を除き、実施の形態1の
ものと同様であるので、実施の形態2における制御部1
1および端子間容量比計算手段13の構成についてだけ
説明をする。
【0033】実施の形態2における制御部11は、記録
媒体2からネットリスト21を読み出し、端子間容量比
計算手段13およびネットリスト修正手段15に供給
し、ネットリスト修正手段15により修正されたネット
リストを回路シミュレータ部12に実行させ、そのシミ
ュレーションの結果を図示せぬ所定の外部装置に出力す
るものである。
【0034】端子間容量比計算手段13は、供給された
ネットリストに記述された回路のうちの各抵抗素子の一
方の端子の電位を接地電位(=0ボルト)とし、他方の
端子の電位を電源電圧の高電位側の電位Vccとして容
量比Crを計算するものである。
【0035】次に動作について説明する。図6は、実施
の形態2による回路シミュレーション装置の動作につい
て説明するフローチャートである。
【0036】まず、ステップST21において、回路シ
ミュレーション装置1の制御部11は、記録媒体2から
ネットリスト21を読み出し、端子間容量比計算手段1
3およびネットリスト修正手段15に供給する。端子間
容量比計算手段13は、制御部11より供給されたネッ
トリストに記述された回路のうちの各抵抗素子の一方の
端子の電位を接地電位(=0ボルト)とし、他方の端子
の電位を電源電圧の高電位側の電位Vccとして式
(6)に従って容量比Crを計算し、その容量比Crを
最適段数計算手段14に出力する。
【0037】そして、ステップST22において、最適
段数計算手段14は、容量比Crに基づいて、式(5)
を満足するダイオードモデルの段数nを計算し、その段
数nをネットリスト修正手段15に出力する。ステップ
ST23において、ネットリスト修正手段15は、ネッ
トリストの抵抗素子のデータを、最適段数計算手段14
により計算された段数nのダイオードモデルに変換し
て、ネットリストを修正し、修正後のネットリストを制
御部11に出力する。
【0038】そしてステップST24において、制御部
11は、その修正後のネットリストを回路シミュレータ
部12に供給し、修正後のネットリストに記述された回
路のシミュレーションを実行させ、そのシミュレーショ
ンの結果を図示せぬ所定の外部装置に出力する。なお、
このときは、DC動作時のシミュレーションではなく、
実際の周波数での動作時のシミュレーションが実行され
る。
【0039】以上のように、この実施の形態2によれ
ば、DC動作時におけるシミュレーションにより計算さ
れた抵抗素子の端子の電位の代わりに、抵抗素子の一方
の端子の電位を接地電位とし、他方の端子の電位を電源
電圧の高電位側の電位とすることにより、容量比Crの
値として、容量比Crの最大値を使用してモデルの段数
を決定するようにしたので、実施の形態1による効果の
他、DC動作時のシミュレーションを実行することな
く、抵抗に印加されうるいずれの電圧に対しても十分な
精度を得られるモデルの段数を計算することができると
いう効果が得られる。
【0040】実施の形態3.図7は、この発明の実施の
形態3による回路シミュレーション装置の構成を示すブ
ロック図である。図8は、寄生容量を有する抵抗素子を
示す図である。図9は、m段Π型モデルの一例を示す回
路図である。
【0041】図7において、11Aは、記録媒体2から
ネットリスト21を読み出し、そのネットリスト21に
記述された回路のDC動作時におけるシミュレーション
を回路シミュレータ部12に実行させ、そのシミュレー
ションの結果のうち各抵抗素子の端子の電位などのデー
タを端子間容量比計算手段13に出力するとともに、読
み出したネットリスト21を端子間容量比計算手段1
3、最大ωRC値計算手段16およびネットリスト修正
手段15Aに供給し、ネットリスト修正手段15Aによ
り修正されたネットリストを回路シミュレータ部12に
実行させ、そのシミュレーションの結果を図示せぬ所定
の外部装置に出力する制御部である。
【0042】14Aは、容量比Crに基づいて、式
(5)を満足するΠ型(またはT型)モデルの段数を計
算する第1の段数計算手段(段数計算手段)である。
【0043】16は、制御部11Aにより供給されるネ
ットリストに基づいて、抵抗素子のRC均一分布モデル
での入出力関係と抵抗素子のm段Π型モデル(またはm
段T型モデル)での入出力関係との差に基づいて、回路
動作時おける最大角周波数ω、抵抗素子の総抵抗値Rお
よび抵抗素子の総容量値Cの積の値(以下、ωRC値と
いう)の最大許容値を各段数mについて計算する最大ω
RC値計算手段(段数選択手段)である。
【0044】ここで、図8に示すRC均一分布モデルの
4端子回路としての入出力の関係は、式(7)に示すよ
うになる。 ただし、Z=√(R/(jωC))、θ=√(jωC
R)、R=r×L、C=c×L、ω=2πfとし、さら
に、Lは端子間の距離とし、rは単位長さ当たりの抵抗
値とし、cは単位長さ当たりの容量値とし、fは回路動
作時の周波数とする。また、Viは入力電圧とし、Ii
は入力電流とし、Voは出力電圧とし、Ioは出力電流
とする。
【0045】一方、図9に示すm段Π型モデルの4端子
回路としての入出力の関係は、例えば「小区間分割によ
る分布定数線路の集中定数近似」(山口著、1997年
電子情報通信学会基礎・境界ソサイエティ大会 A−1
−26)に記載されているように、式(8)に示すよう
になる。 ただし、式(8)におけるAm(θ)、Bm(θ)およ
びCm(θ)は、以下のようになる。
【0046】
【0047】
【0048】
【0049】そして、最大ωRC値計算手段16は、予
め設定された上述の2つのモデル(式(7)と式
(8))間で、例えば式(7)における出力電流Ioが
0であるときのVo/Vi値に対する許容誤差内に、式
(8)のVo/Vi値が入るようなωRC値の最大値を
m段Π型モデルの各段数mについて計算する。
【0050】17は、ωRC値が最大ωRC値計算手段
16により計算された最大許容値以下になる段数のうち
の最小の段数をΠ型(またはT型)モデルの段数に選択
する第2の段数計算手段(段数選択手段)である。18
は、第1の段数計算手段14Aによる段数と第2の段数
計算手段17による段数のうちの大きい方の段数を、抵
抗素子を変換するΠ型(またはT型)モデルの段数に選
択する選択手段である。
【0051】15Aは、ネットリストの抵抗素子のデー
タを、選択手段18により選択された段数のΠ型(また
はT型)ダイオードモデルに変換して、ネットリストを
修正するネットリスト修正手段(変換手段)である。
【0052】図7におけるその他の構成要素は、実施の
形態1(図1)のものと同様であるので、その説明を省
略する。
【0053】次に動作について説明する。図10は、実
施の形態3による回路シミュレーション装置の動作につ
いて説明するフローチャートである。図11は、モデル
の段数とその段数のωRC値の最大許容値との関係の一
例を示す図である。
【0054】まず、ステップST41において、回路シ
ミュレーション装置1の制御部11Aは、記録媒体2か
らネットリスト21を読み出し、回路シミュレータ部1
2、ネットリスト修正手段15および最大ωRC値計算
手段16に供給する。回路シミュレータ部12は、制御
部11Aにより供給されたネットリストに基づいて、そ
のネットリストに記述された回路のDC動作時における
シミュレーションを実行し、そのシミュレーションの結
果を制御部11Aに供給する。制御部11Aは、そのシ
ミュレーションの結果のうち各抵抗素子の端子の電位な
どのデータを端子間容量比計算手段13に出力する。
【0055】そしてステップST42において、端子間
容量比計算手段13は、制御部11Aより供給されるネ
ットリストおよびそのネットリスト内の抵抗素子の各端
子の電位のデータを受け取り、式(3)で表される抵抗
素子の2つの端子に対する寄生容量Cbcの比Crを式
(4)に従って計算し、その容量比Crを第1の段数計
算手段14Aに出力し、ステップST43において、第
1の段数計算手段14Aは、容量比Crに基づいて、式
(5)を満足するΠ型(またはT型)モデルの段数nを
計算し、その段数nを選択手段18に出力する。
【0056】一方、ステップST44において、最大ω
RC値計算手段16は、制御部11Aにより供給される
ネットリストに基づいて、抵抗素子のRC均一分布モデ
ルでの入出力関係と抵抗素子のm段Π型モデル(または
m段T型モデル)での入出力関係との差に基づいて、ω
RC値の最大許容値を各段数について計算し、各段数に
ついての最大許容値を第2の段数計算手段17に出力す
る。
【0057】ステップST45において、第2の段数計
算手段17は、ωRC値が最大ωRC値計算手段16に
より計算された最大許容値以下になる段数のうちの最小
の段数をΠ型(またはT型)モデルの段数に選択し、そ
の段数を選択手段18に出力する。
【0058】例えば、最大ωRC値計算手段16により
計算された最大許容値が図11に示す値である場合にお
いて、実際の回路動作時における抵抗素子に対するωR
C値が1.5であるとき、第2の段数計算手段17は、
段数として3を選択する。
【0059】ステップST46において、選択手段18
は、第1の段数計算手段14Aによる段数と第2の段数
計算手段17による段数のうちの大きい方の段数を、抵
抗素子を変換するΠ型(またはT型)ダイオードモデル
の段数に選択し、選択した段数をネットリスト修正手段
15Aに出力する。すなわち、選択手段18は、第1の
段数計算手段14Aによる寄生容量の電圧依存性を考慮
した段数および第2の段数計算手段17による寄生容量
によるωRC値の周波数特性を考慮した段数のうちの大
きい方を選択することにより、寄生容量の電圧依存性お
よび寄生容量によるωRC値の周波数特性を考慮して、
予め設定された精度を満足する段数を選択している。こ
のωRC値の周波数特性を考慮することにより、シミュ
レーションに使用される最大周波数まで、予め設定され
た精度が確保される。
【0060】ステップST47において、ネットリスト
修正手段15Aは、ネットリストの抵抗素子のデータ
を、選択手段18により選択された段数のΠ型(または
T型)ダイオードモデルに変換して、ネットリストを修
正し、修正後のネットリストを制御部11Aに出力す
る。
【0061】そしてステップST48において、制御部
11Aは、その修正後のネットリストを回路シミュレー
タ部12に供給し、修正後のネットリストに記述された
回路のシミュレーションを実行させ、そのシミュレーシ
ョンの結果を図示せぬ所定の外部装置に出力する。な
お、このときは、DC動作時のシミュレーションではな
く、実際の周波数での動作時のシミュレーションが実行
される。
【0062】なお、ステップST42およびステップS
T43の処理と、ステップST44およびステップST
45の処理は、その順番を入れ替えてもよいし、並行し
て実行してもよい。
【0063】以上のように、この実施の形態3によれ
ば、寄生容量の電圧依存性を考慮した段数および寄生容
量によるωRC値の周波数特性を考慮した段数のうちの
大きい方の段数のモデルに抵抗素子を変換するようにし
たので、寄生容量の電圧依存性および寄生容量によるω
RC値の周波数特性を考慮しつつ、予め設定された精度
に則した段数が選択され、その精度を保ちつつモデルの
段数を低減することができ、回路シミュレーションに要
する時間を低減することができるという効果が得られ
る。
【0064】実施の形態4.この発明の実施の形態4に
よる回路シミュレーション装置の構成は、制御部11A
および端子間容量比計算手段13を除き、実施の形態3
のものと同様であるので、実施の形態4における制御部
11Aおよび端子間容量比計算手段13の構成について
だけ説明をする。
【0065】実施の形態4における制御部11Aは、読
み出したネットリスト21を端子間容量比計算手段1
3、最大ωRC値計算手段16およびネットリスト修正
手段15Aに供給し、ネットリスト修正手段15Aによ
り修正されたネットリストを回路シミュレータ部12に
実行させ、そのシミュレーションの結果を図示せぬ所定
の外部装置に出力する制御部である。
【0066】端子間容量比計算手段13は、供給された
ネットリスト21に記述された回路のうちの各抵抗素子
の一方の端子の電位を接地電位(=0ボルト)とし、他
方の端子の電位を電源電圧の高電位側の電位Vccとし
て容量比Crを計算するものである。
【0067】次に動作について説明する。図12は、実
施の形態4による回路シミュレーション装置の動作につ
いて説明するフローチャートである。
【0068】まず、ステップST61において、回路シ
ミュレーション装置1の制御部11Aは、記録媒体2か
らネットリスト21を読み出し、端子間容量比計算手段
13およびネットリスト修正手段15Aに供給する。端
子間容量比計算手段13は、制御部11Aより供給され
たネットリストに記述された回路のうちの各抵抗素子の
一方の端子の電位を接地電位(=0ボルト)とし、他方
の端子の電位を電源電圧の高電位側の電位Vccとして
式(6)に従って容量比Crを計算し、その容量比Cr
を第1の段数計算手段14Aに出力する。
【0069】そして、ステップST62において、第1
の段数計算手段14Aは、容量比Crに基づいて、式
(5)を満足するΠ型(またはT型)モデルの段数を計
算し、その段数nを選択手段18に出力する。
【0070】一方、ステップST63において、最大ω
RC値計算手段16は、制御部11Aにより供給される
ネットリストに基づいて、抵抗素子のRC均一分布モデ
ルでの入出力関係と抵抗素子のm段Π型モデル(または
m段T型モデル)での入出力関係との差に基づいて、ω
RC値の最大許容値を各段数について計算し、各段数に
ついての最大許容値を第2の段数計算手段17に出力す
る。
【0071】ステップST64において、第2の段数計
算手段17は、ωRC値が最大ωRC値計算手段16に
より計算された最大許容値以下になる段数のうちの最小
の段数をΠ型(またはT型)モデルの段数に選択し、そ
の段数を選択手段18に出力する。
【0072】ステップST65において、選択手段18
は、第1の段数計算手段14Aによる段数と第2の段数
計算手段17による段数のうちの大きい方の段数を、抵
抗素子を変換するΠ型(またはT型)ダイオードモデル
の段数に選択し、選択した段数をネットリスト修正手段
15Aに出力する。
【0073】ステップST66において、ネットリスト
修正手段15Aは、ネットリストの抵抗素子のデータ
を、選択手段18により選択された段数のΠ型(または
T型)ダイオードモデルに変換して、ネットリストを修
正し、修正後のネットリストを制御部11Aに出力す
る。
【0074】そしてステップST67において、制御部
11Aは、その修正後のネットリストを回路シミュレー
タ部12に供給し、修正後のネットリストに記述された
回路のシミュレーションを実行させ、そのシミュレーシ
ョンの結果を図示せぬ所定の外部装置に出力する。な
お、このときは、DC動作時のシミュレーションではな
く、実際の周波数での動作時のシミュレーションが実行
される。
【0075】以上のように、この実施の形態4によれ
ば、DC動作時におけるシミュレーションにより計算さ
れた抵抗素子の端子の電位の代わりに、抵抗素子の一方
の端子の電位を接地電位とし、他方の端子の電位を電源
電圧の高電位側の電位とすることにより、容量比Crの
値として、容量比Crの最大値を使用してモデルの段数
を決定するようにしたので、実施の形態3による効果の
他、DC動作時のシミュレーションを実行することな
く、抵抗に印加されうるいずれの電圧に対しても十分な
精度を得られるモデルの段数を計算することができると
いう効果が得られる。
【0076】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、回路
のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づいて第1の
端子における寄生容量値を計算し、第2の端子の電位に
基づいて第2の端子における寄生容量値を計算し、第1
の端子における寄生容量値と第2の端子における寄生容
量値との比に基づいて、抵抗素子に対するダイオードモ
デルの段数を計算し、抵抗素子を、その段数のダイオー
ドモデルに変換するように構成したので、予め設定され
た精度に則した段数が選択され、その精度を保ちつつモ
デルの段数を低減することができ、回路シミュレーショ
ンに要する時間を低減することができるという効果があ
る。
【0077】この発明によれば、抵抗素子の第1の端子
の電位を接地電位とし、第2の端子の電位を電源電圧の
高電位側の電位として、第1の端子における寄生容量値
と第2の端子における寄生容量値を計算するように構成
したので、モデルの段数を計算するときの容量比に容量
比の最大値を使用することになり、抵抗に印加されうる
いずれの電圧に対しても十分な精度を得られるモデルの
段数を計算することができるという効果がある。
【0078】この発明によれば、回路のうちの抵抗素子
の第1の端子の電位に基づいて第1の端子における寄生
容量値を計算し、第2の端子の電位に基づいて第2の端
子における寄生容量値を計算し、第1の端子における寄
生容量値と第2の端子における寄生容量値との比に基づ
いて、抵抗素子に対するΠ型またはT型ダイオードモデ
ルの段数を計算するとともに、抵抗素子のRC均一分布
モデルでの入出力関係と抵抗素子のm段Π型モデルまた
はm段T型モデルでの入出力関係との差に基づいて、回
路動作時における角周波数、抵抗素子の総抵抗値および
抵抗素子の総容量値の積の最大許容値を各段数について
計算し、その積が最大許容値以下になる段数のうちの最
小の段数をΠ型またはT型ダイオードモデルの段数に選
択して、抵抗素子を、計算した上記段数と選択した上記
段数のうちの大きい方の段数のΠ型またはT型ダイオー
ドモデルに変換するように構成したので、寄生容量の電
圧依存性および寄生容量によるωRC値の周波数特性を
考慮しつつ、予め設定された精度に則した段数が選択さ
れ、その精度を保ちつつモデルの段数を低減することが
でき、回路シミュレーションに要する時間を低減するこ
とができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による回路シミュレ
ーション装置の構成を示すブロック図である。
【図2】 集積回路に形成される抵抗素子の一例を示す
平面図および断面図である。
【図3】 半導体の接合部に印加される電圧と、その接
合部の容量値との関係の一例を示す図である。
【図4】 実施の形態1による回路シミュレーション装
置の動作について説明するフローチャートである。
【図5】 1段Π型モデルとn段のダイオードモデルを
示す回路図である。
【図6】 実施の形態2による回路シミュレーション装
置の動作について説明するフローチャートである。
【図7】 この発明の実施の形態3による回路シミュレ
ーション装置の構成を示すブロック図である。
【図8】 均一分布の寄生容量を有する抵抗素子を示す
図である。
【図9】 m段Π型モデルの一例を示す回路図である。
【図10】 実施の形態3による回路シミュレーション
装置の動作について説明するフローチャートである。
【図11】 モデルの段数とその段数のωRC値の最大
許容値との関係の一例を示す図である。
【図12】 実施の形態4による回路シミュレーション
装置の動作について説明するフローチャートである。
【図13】 従来の回路シミュレーション装置および回
路シミュレーション方法により集積回路のうちの抵抗素
子を含む回路をシミュレーションするときに、その抵抗
素子の寄生容量を含めて抵抗素子を表現する1段Π型モ
デルおよび1段T型モデルを示す回路図である。
【図14】 1段Π型モデルと、それを高精度化した1
0段Π型モデルを示す回路図である。
【符号の説明】
1 回路シミュレーション装置、12 回路シミュレー
タ部(シミュレーション手段)、13 端子間容量比計
算手段(容量値計算手段)、14 最適段数計算手段
(段数計算手段)、14A 第1の段数計算手段(段数
計算手段)、15,15A ネットリスト修正手段(変
換手段)、16 最大ωRC値計算手段(段数選択手
段)、17 第2の計算手段(段数選択手段)。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回路の構成を記述した回路データに基づ
    いてその回路をシミュレーションする回路シミュレーシ
    ョン装置において、 前記回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
    て前記第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の
    端子の電位に基づいて前記第2の端子における寄生容量
    値を計算する容量値計算手段と、 前記第1の端子における寄生容量値と前記第2の端子に
    おける寄生容量値との比に基づいて、前記抵抗素子に対
    するダイオードモデルの段数を計算する段数計算手段
    と、 前記抵抗素子を、前記段数計算手段により計算された段
    数のダイオードモデルに変換する変換手段と、 前記抵抗素子を前記ダイオードモデルに変換した後の回
    路をシミュレーションするシミュレーション手段とを備
    えることを特徴とする回路シミュレーション装置。
  2. 【請求項2】 容量値計算手段は、抵抗素子の第1の端
    子の電位を接地電位とし、第2の端子の電位を電源電圧
    の高電位側の電位として、前記第1の端子における寄生
    容量値と前記第2の端子における寄生容量値を計算する
    ことを特徴とする請求項1記載の回路シミュレーション
    装置。
  3. 【請求項3】 容量値計算手段は、積層された半導体の
    うちの第1の層で構成される抵抗素子について、その第
    1の層と接合する第2の層と第1または第2の端子との
    間の電圧をVbcとし、前記第1の層と前記第2の層と
    の接合部への電圧が0であるときの前記第1の層と前記
    第2の層との接合容量をCJ0とし、前記第1および第
    2の層による拡散電位をVJとし、前記第1および第2
    の層の物性に基づいた接合容量勾配係数をMとし、前記
    第1または第2の端子における寄生容量値をCbcとし
    たときに、式(1)に基づいて、前記第1または第2の
    端子における寄生容量値Cbcを計算し、 段数計算手段は、前記第1の端子における寄生容量と前
    記第2の端子における寄生容量との比をCrとし、ダイ
    オードモデルの精度に対応して設定される定数をPと
    し、前記ダイオードモデルの段数をnとしたときに、式
    (2)に基づいて、前記ダイオードモデルの段数nを計
    算することを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    回路シミュレーション装置。 Cbc = CJ0・(1−Vbc/VJ)-M ・・・(1) Pn-1 ≦ Cr < Pn ・・・(2)
  4. 【請求項4】 回路の構成を記述した回路データに基づ
    いてその回路をシミュレーションする回路シミュレーシ
    ョン方法において、 前記回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
    て前記第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の
    端子の電位に基づいて前記第2の端子における寄生容量
    値を計算するステップと、 前記第1の端子における寄生容量値と前記第2の端子に
    おける寄生容量値との比に基づいて、前記抵抗素子に対
    するダイオードモデルの段数を計算するステップと、 前記抵抗素子を、計算した前記段数のダイオードモデル
    に変換するステップと、 前記抵抗素子を前記ダイオードモデルに変換した後の回
    路をシミュレーションするステップとを備えることを特
    徴とする回路シミュレーション方法。
  5. 【請求項5】 回路の構成を記述した回路データに基づ
    いてその回路をシミュレーションする回路シミュレーシ
    ョン装置において、 前記回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
    て前記第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の
    端子の電位に基づいて前記第2の端子における寄生容量
    値を計算する容量値計算手段と、 前記第1の端子における寄生容量値と前記第2の端子に
    おける寄生容量値との比に基づいて、前記抵抗素子に対
    するΠ型またはT型ダイオードモデルの段数を計算する
    段数計算手段と、 前記抵抗素子のRC均一分布モデルでの入出力関係と前
    記抵抗素子のm段Π型モデルまたはm段T型モデルでの
    入出力関係との差に基づいて、前記回路の動作時におけ
    る角周波数、前記抵抗素子の総抵抗値および前記抵抗素
    子の総容量値の積の最大許容値を所定の範囲の各段数に
    ついて計算し、前記角周波数、前記抵抗素子の総抵抗値
    および前記抵抗素子の総容量値の積が前記最大許容値以
    下になる前記段数のうちの最小の段数を前記Π型または
    T型ダイオードモデルの段数に選択する段数選択手段
    と、 前記抵抗素子を、前記段数計算手段により計算された段
    数と前記段数選択手段により選択された段数のうちの大
    きい方の段数のΠ型またはT型ダイオードモデルに変換
    する変換手段と、 前記抵抗素子を前記Π型またはT型ダイオードモデルに
    変換した後の回路をシミュレーションするシミュレーシ
    ョン手段とを備えることを特徴とする回路シミュレーシ
    ョン装置。
  6. 【請求項6】 容量値計算手段は、抵抗素子の第1の端
    子の電位を接地電位とし、第2の端子の電位を電源電圧
    の高電位側の電位として、前記第1の端子における寄生
    容量値と前記第2の端子における寄生容量値を計算する
    ことを特徴とする請求項5記載の回路シミュレーション
    装置。
  7. 【請求項7】 回路の構成を記述した回路データに基づ
    いてその回路をシミュレーションする回路シミュレーシ
    ョン方法において、 前記回路のうちの抵抗素子の第1の端子の電位に基づい
    て前記第1の端子における寄生容量値を計算し、第2の
    端子の電位に基づいて前記第2の端子における寄生容量
    値を計算するステップと、 前記第1の端子における寄生容量値と前記第2の端子に
    おける寄生容量値との比に基づいて、前記抵抗素子に対
    するΠ型またはT型ダイオードモデルの段数を計算する
    ステップと、 前記抵抗素子のRC均一分布モデルでの入出力関係と前
    記抵抗素子のm段Π型モデルまたはm段T型モデルでの
    入出力関係との差に基づいて、前記回路の動作時におけ
    る角周波数、抵抗素子の総抵抗値および前記抵抗素子の
    総容量値の積の最大許容値を所定の範囲の各段数につい
    て計算し、前記角周波数、前記抵抗素子の総抵抗値およ
    び前記抵抗素子の総容量値の積が前記最大許容値以下に
    なる前記段数のうちの最小の段数を前記Π型またはT型
    ダイオードモデルの段数に選択するステップと、 前記抵抗素子を、計算した前記段数と選択した前記段数
    のうちの大きい方の段数のΠ型またはT型ダイオードモ
    デルに変換するステップと、 前記抵抗素子を前記Π型またはT型ダイオードモデルに
    変換した後の回路をシミュレーションするステップとを
    備えることを特徴とする回路シミュレーション方法。
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