JPH1139376A - 回路シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トランジスタの特性が正確にモデル化されて
いない場合、回路シミュレーションの結果が作成された
ＬＳＩの実際の特性と異なることがあった。 【解決手段】 半導体素子特性評価手段が、半導体素子
特性情報とモデルパラメータ情報とを比較して半導体素
子特性評価情報を出力し、回路シミュレーション精度検
証手段回路が、シミュレーション結果情報と半導体素子
特性評価情報とを比較して回路シミュレーション実行手
段によりなされた回路シミュレーションの精度を検証し
て回路シミュレーション精度検証結果情報を出力する。

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、ＬＳＩ等の半導
体回路の設計にあたり、その設計回路の妥当性を検証す
る回路シミュレーション装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は従来の回路シミュレーション装置
の機能的構成を示す図であり、図において、１０１は設
計する半導体回路の半導体素子として使用するトランジ
スタの電気特性を測定するトランジスタ特性測定手段、
１０２はトランジスタ特性測定手段１０１にて測定した
トランジスタ特性を示すトランジスタ特性情報、１０３
はトランジスタ特性情報１０２に基づいてトランジスタ
のモデルパラメータ情報を抽出するトランジスタモデル
パラメータ抽出手段、１０４はトランジスタモデルパラ
メータ抽出手段１０３で抽出されたトランジスタモデル
パラメータ情報、１０５は検証するＬＳＩの回路図面情
報、１０６は回路図面情報１０５とトランジスタモデル
パラメータ情報１０４とを入力して回路シミュレーショ
ンを実行する回路シミュレーション実行手段、１０７は
回路シミュレーション実行手段１０６が出力する回路シ
ミュレーション結果情報である。

【０００３】次に動作について説明する。まず、トラン
ジスタ特性測定手段１０１にてトランジスタの電気特性
を測定し、トランジスタ特性情報１０２を得る。このト
ランジスタ特性情報１０２からトランジスタモデルパラ
メータ抽出手段１０３でトランジスタモデルパラメータ
情報１０４を抽出する。回路シミュレーション実行手段
１０６にて回路図面情報１０５とトランジスタモデルパ
ラメータ情報１０４を入力して回路シミュレーションを
実行し、シミュレーション結果を回路シミュレーション
結果情報１０７に出力する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の回路シミュレー
ション装置は以上のように構成されているので、トラン
ジスタの特性が正確にモデル化されていない場合、回路
シミュレーションの結果が作成されたＬＳＩの実際の特
性と異なることがあるなどの課題があった。

【０００５】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、回路シミュレーション結果の精度
を検証できる回路シミュレーション装置を得ることを目
的とする。

【０００６】また、この発明は、半導体素子の信号変化
による回路シミュレーション精度の検証が可能な回路シ
ミュレーション装置を得ることを目的とする。

【０００７】さらに、この発明は、回路シミュレーショ
ン精度検証結果の内容を回路図面上で容易に識別できる
回路シミュレーション装置を得ることを目的とする。

【０００８】さらに、この発明は、回路シミュレーショ
ンでの精度的な問題がどのようなタイミングで発生した
かを容易に確認することができる回路シミュレーション
装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る回路シミュレーション装置は、半導体素子特性情報と
モデルパラメータ情報とを比較して半導体素子特性評価
情報を出力する半導体素子特性評価手段と、回路シミュ
レーション結果情報と半導体素子特性評価情報とを比較
して回路シミュレーション実行手段によりなされた回路
シミュレーションの精度を検証して回路シミュレーショ
ン精度検証結果情報を出力する回路シミュレーション精
度検証手段とを設けたものである。

【００１０】請求項２記載の発明に係る回路シミュレー
ション装置は、回路シミュレーション実行手段が過渡解
析をも実行し、回路シミュレーション精度検証手段が過
渡的な精度をも検証するものである。

【００１１】請求項３記載の発明に係る回路シミュレー
ション装置は、回路シミュレーション検証結果情報が表
示手段上で回路シミュレーションの精度を識別して表示
するための表示情報を含んでいるものである。

【００１２】請求項４記載の発明に係る回路シミュレー
ション装置は、表示情報が回路図面情報であるものであ
る。

【００１３】請求項５記載の発明に係る回路シミュレー
ション装置は、表示情報が波形表示情報であるものであ
る。

【００１４】

【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機能的構成を示す図であり、
図において、１は設計する半導体回路の半導体素子とし
て使用するトランジスタの電気特性を測定するトランジ
スタ特性測定手段（半導体素子特性測定手段）、２はト
ランジスタ特性測定手段１の測定したトランジスタ特性
を示すトランジスタ特性情報（半導体素子特性情報）、
３はトランジスタ特性情報２からトランジスタモデルパ
ラメータ情報（半導体素子モデルパラメータ情報）４を
抽出するトランジスタモデルパラメータ抽出手段（半導
体素子モデルパラメータ抽出手段）、４はトランジスタ
モデルパラメータ抽出手段３で抽出されたトランジスタ
モデルパラメータ情報、５は検証するＬＳＩの回路図面
情報、６は回路図面情報５とトランジスタモデルパラメ
ータ情報４とを入力して回路シミュレーションを実行す
る回路シミュレーション実行手段、７は回路シミュレー
ション実行手段６が出力する回路シミュレーション結果
情報、８はトランジスタ特性情報２とトランジスタモデ
ルパラメータ情報４の特性を比較して評価するトランジ
スタ特性評価手段（半導体素子特性評価手段）、９はト
ランジスタ特性評価手段８で評価された結果を示すトラ
ンジスタ特性評価情報（半導体素子特性評価情報）、１
０は回路シミュレーション結果情報７とトランジスタ特
性評価情報９とを入力して、回路シミュレーションの結
果に問題がないか検証する回路シミュレーション精度検
証手段、１１は回路シミュレーション精度検証手段１０
の結果を示す回路シミュレーション精度検証結果情報で
ある。

【００１５】次に動作について説明する。まず、図２，
図３，図４，図５は実施の形態１の動作を具体的に説明
するための図である。図２は実際のトランジスタとトラ
ンジスタモデルパラメータ抽出手段３で抽出したパラメ
ータの特性の違いを示す図、図３はトランジスタ特性評
価情報９の内容を示す図、図４は回路シミュレーション
結果情報７の内容を示す図、図５は回路シミュレーショ
ン精度検証結果情報１１の内容を示す図である。

【００１６】この回路シミュレーション装置は、最初
に、トランジスタ特性測定手段１にてトランジスタの電
気特性を測定し、トランジスタ特性情報２を得る。次
に、このトランジスタ特性情報２に基づいてトランジス
タモデルパラメータ抽出手段３でトランジスタモデルパ
ラメータ情報４を抽出する。図２に示すように、実際の
トランジスタの電気特性とトランジスタモデルパラメー
タ情報４とを全ての範囲で正確に一致させることは困難
であり精度よく合う範囲と合わない範囲とがある。トラ
ンジスタ特性評価手段８でこの誤差を計算し、トランジ
スタ特性評価情報９として出力する。図２に示すような
トランジスタ特性の誤差がある場合、トランジスタ特性
評価情報９は図３のような内容となる。なお、図３にお
けるコレクタ電圧１、コレクタ電圧２は、実際に測定し
たトランジスタ特性と誤差の大きい範囲である。

【００１７】次に、回路シミュレーション実行手段６に
て回路図面情報５とトランジスタモデルパラメータ情報
４とを入力して回路シミュレーションを実行し、シミュ
レーション結果を回路シミュレーション結果情報７とし
て出力する。図４は、回路シミュレーション結果情報７
の具体例で、回路シミュレーションのＤＣ解析機能の結
果として、トランジスタＱ１とトランジスタＱ２の動作
条件が出力されている。すなわち、トランジスタＱ１の
動作点が、コレクタ電圧３Ｖ、コレクタ電流３ｍＡ、ベ
ース電流３０μＡの位置にあり、トランジスタＱ２の動
作点が、コレクタ電圧０．８Ｖ、コレクタ電流２ｍＡ、
ベース電流２０μＡの位置にある。

【００１８】回路シミュレーション精度検証手段１０で
は、回路シミュレーション結果情報７とトランジスタ特
性評価情報９とを入力して回路内で使用しているトラン
ジスタを誤差が大きい範囲で動作させていないか検証
し、この結果を回路シミュレーション精度検証結果情報
１１として出力する。

【００１９】図２から図５に示した例では、トランジス
タＱ１は動作条件（図２中に×印で表記）がトランジス
タ特性評価情報９のエラー範囲（すなわち誤差が大きい
範囲）には含まれていないが、トランジスタＱ２の動作
条件（図２中に＊印で表記）はトランジスタ特性評価情
報９のエラー範囲に含まれる。このような判断結果を回
路シミュレーション精度検証結果情報１１として、図５
に示したような形で出力するのである。

【００２０】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、トランジスタモデルパラメータと実際のトランジス
タの特性の差が大きな範囲でトランジスタを動作させた
場合に、回路シミュレーションの精度がどの程度である
かを検証できる効果が得られる。

【００２１】実施の形態２．この発明の実施の形態２の
基本的な機能的構成及び動作は実施の形態１の図１と同
様であるので、機能的構成と基本的動作の説明は省略す
る。この実施の形態２は、回路シミュレーションの過渡
解析を実行した場合に信号の変化によるシミュレーショ
ンの精度を検証するものである。回路シミュレーション
実行手段６のシミュレーション結果としてトランジスタ
の出力信号を回路シミュレーション結果情報７に出力し
た場合にこの出力信号が過渡的にエラー範囲で振動する
かを検証し、この結果を回路シミュレーション精度検証
結果情報１１に出力する。

【００２２】図６，図７は実施の形態２の動作を具体的
に説明するための図である。図６はトランジスタの信号
変化による回路シミュレーション結果への精度的な影響
を示す図、図７は回路シミュレーション精度検証結果情
報の内容を示す図である。図６に示すようにトランジス
タＱ３はＤＣ解析による動作条件は精度的に問題ない範
囲で動作している（図６の×印の点）が、信号を入力し
た場合にトランジスタの電圧、電流がトランジスタ特性
評価情報９のエラー範囲まで変化しているため、この結
果を図７に示すような回路シミュレーション精度検証結
果情報として出力する。

【００２３】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、トランジスタの信号変化による回路シミュレーショ
ン精度の検証が可能となる効果が得られる。

【００２４】実施の形態３．この発明の実施の形態３の
基本的な機能的構成及び基本的動作は実施の形態１の図
１と同様であるので、機能的構成と基本的動作の説明は
省略する。

【００２５】この実施の形態３は、回路シミュレーショ
ン精度検証の結果を回路図面情報５に反映させるもので
ある。回路シミュレーション精度検証手段１０で検証さ
れたトランジスタを図示しないディスプレイ上の回路図
面で識別できるようにトランジスタを示すシンボルの色
などを変更して表示する。例えば、通常の誤差の範囲で
動作しているトランジスタは黒色で表示し誤差の大きい
範囲で動作しているトランジスタは赤色で表示する。

【００２６】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、回路シミュレーション精度検証結果の内容を回路図
面上で容易に識別できる効果が得られる。

【００２７】実施の形態４．この発明の実施の形態４の
基本的な機能的構成及び基本的動作は実施の形態１の図
１と同様であるので、機能的構成と基本的動作の説明は
省略する。

【００２８】この実施の形態４では、実施の形態２の回
路シミュレーション精度検証を波形表示に反映するもの
である。すなわち、回路シミュレーション精度検証手段
１０で検証されたトランジスタの信号を波形表示する場
合に精度的に問題のある期間（すなわち誤差の大きい期
間）を他の期間と異なる線で表示する。

【００２９】図８は波形表示した回路シミュレーション
精度検証結果情報を示す図である。図において、回路シ
ミュレーション結果の精度的に問題である期間を破線で
表示し、問題ない期間（直線で表示）と区別している。

【００３０】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、回路シミュレーションでの精度的な問題がどのよう
なタイミングで発生したかを容易に確認することができ
る効果が得られる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、半導体素子特性情報とモデルパラメータ情報とを
比較して半導体素子特性評価情報を出力する半導体素子
特性評価手段と、回路シミュレーション結果情報と半導
体素子特性評価情報とを比較して回路シミュレーション
実行手段によりなされた回路シミュレーションの精度を
検証して回路シミュレーション精度検証結果情報を出力
する回路シミュレーション精度検証手段とを設けるよう
に構成したので、回路シミュレーション結果の精度を検
証できる効果がある。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、回路シミュ
レーション実行手段が過渡解析をも実行し、回路シミュ
レーション精度検証手段が過渡的な精度をも検証するよ
うに構成したので、半導体素子の信号変化による回路シ
ミュレーション精度の検証が可能となる効果がある。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、回路シミュ
レーション検証結果情報が表示手段上で回路シミュレー
ションの精度を識別して表示するための表示情報を含む
ように構成したので、回路シミュレーション精度検証結
果の内容を容易に識別できる効果がある。

【００３４】請求項４記載の発明によれば、表示情報が
回路図面情報であるように構成したので、回路シミュレ
ーション精度検証結果の内容を回路図面上で容易に識別
できる効果がある。

【００３５】請求項５記載の発明によれば、表示情報が
波形表示情報であるように構成したので、回路シミュレ
ーションでの精度的な問題がどのようなタイミングで発
生したかを容易に確認することができる効果がある。

【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
ーション装置の機能的構成を示す図である。

【図２】 実施の形態１の動作を具体的に説明するため
の図であり、実際のトランジスタとトランジスタモデル
パラメータ抽出手段で抽出したパラメータの特性の違い
を示す図である。

【図３】 実施の形態１の動作を具体的に説明するため
の図であり、トランジスタ特性評価情報の内容を示す図
である。

【図４】 実施の形態１の動作を具体的に説明するため
の図であり、回路シミュレーション結果情報７の内容を
示す図である。

【図５】 実施の形態１の動作を具体的に説明するため
の図であり、回路シミュレーション精度検証結果情報の
内容を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２による回路シミュレ
ーション装置の動作を具体的に説明するための図であ
り、トランジスタの信号変化による回路シミュレーショ
ン結果への精度的な影響を示す図である。

【図７】 実施の形態２の動作を具体的に説明するため
の図であり、回路シミュレーション精度検証結果情報の
内容を示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態４による回路シミュレ
ーション装置の動作を具体的に説明するための図であ
り、波形表示した回路シミュレーション精度検証結果情
報を示す図である。

【図９】 従来の回路シミュレーション装置の機能的構
成を示す図である。

【符号の説明】

１ トランジスタ特性測定手段（半導体素子特性測定手
段）、２ トランジスタ特性情報（半導体素子特性情
報）、３ トランジスタモデルパラメータ抽出手段（半
導体素子モデルパラメータ抽出手段）、４ トランジス
タモデルパラメータ情報（半導体素子モデルパラメータ
情報）、５ 回路図面情報、６ 回路シミュレーション
実行手段、８ トランジスタ特性評価手段（半導体素子
特性評価手段）、９ トランジスタ特性評価情報（半導
体素子特性評価情報）、１０ 回路シミュレーション精
度検証手段、１１ 回路シミュレーション精度検証結果
情報。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体素子の特性を測定して半導体素子
   特性情報を出力するする半導体素子特性測定手段と、該
   半導体素子特性情報に基づいて半導体素子のモデルパラ
   メータ情報を抽出する半導体素子モデルパラメータ抽出
   手段と、該半導体素子モデルパラメータ情報と回路図面
   情報とに基づいて回路シミュレーションを実行して回路
   シミュレーション結果情報を出力する回路シミュレーシ
   ョン実行手段とを備えた回路シミュレーション装置にお
   いて、 前記半導体素子特性情報と前記モデルパラメータ情報と
   を比較して半導体素子特性評価情報を出力する半導体素
   子特性評価手段と、前記回路シミュレーション結果情報
   と前記半導体素子特性評価情報とを比較して前記回路シ
   ミュレーション実行手段によりなされた回路シミュレー
   ションの精度を検証して回路シミュレーション精度検証
   結果情報を出力する回路シミュレーション精度検証手段
   とを設けた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】 回路シミュレーション実行手段が過渡解
   析をも実行し、回路シミュレーション精度検証手段が過
   渡的な精度をも検証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】 回路シミュレーション検証結果情報が表
   示手段上で回路シミュレーションの精度を識別して表示
   するための表示情報を含んでい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。
4. 【請求項４】 表示情報が回路図面情報であることを特
   徴とする請求項３記載の回路シミュレーション装置。
5. 【請求項５】 表示情報が波形表示情報であることを特
   徴とする請求項３記載の回路シミュレーション装置。