T-Spice 13 User Guide—Contents
T-Spice 13 User Guide—Contents1Getting Started10Documentation Conventions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Special Fonts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Menu Commands and Dialog Titles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10Special Keys . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11User Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Menu Bar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12Toolbars. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Status Bar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13Display Area . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Simulation Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Simulation Status. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14Command Tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Simulating a Design—a Simple Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Creating a New Input File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15Entering the Circuit Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Device Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16Simulation Commands . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Running the Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Simulation Queueing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19Setup Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20T-Spice Server. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Text Editor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21Text Style. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22Adding Keywords to a Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23External Programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Command-Line Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Running T-Spice From the Command-Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26Batch Simulations from the Command Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262Simulation Concepts28Simulation Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28Kirchoff’s Current Law . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28DC Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28gmin Stepping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Transient Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29Trapezoidal Integration Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Gear’s BDF Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Small-Signal Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Tolerances. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31abstol — reltol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31numnd — numnt — numntreduce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32chargetol — relchargetol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32Device Model Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Evaluation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Table Resolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Parametric Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34Monte Carlo Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Error Types and Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35Syntax Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Connectivity Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Convergence Errors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36T-Spice 13 User Guide1
T-Spice 13 User Guide—Contents(Continued)Multi-Threaded Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373Running Simulations38Input Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38File Synchronization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38Opening SPICE Files. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Editing Text Files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Comment Delimiters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Undo and Redo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Search and Replace . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40Command Tool . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Setting Simulation Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Simulation Simulation Settings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44W-Edit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Launching a Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Simulation Manager. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Simulation Status. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494Input Conventions51Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Reserved Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Device Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51Hierarchical Names . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Subcircuit Pin Name Aliasing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Comments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52Line Continuation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Comments in Continued Lines. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53Expressions and Continued Lines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Numbers and Units. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Expressions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55Built-in Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56Differentiation and Integration functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575Simulation Commands59Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59.ac. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61.acmodel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63.alter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64.connect. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66.data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67.dc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69.del lib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70.end . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71.enddata. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.endl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.ends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74.four . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75.global . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77.gridsize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78.hdl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79T-Spice 13 User Guide2
T-Spice 13 User Guide—Contents(Continued).ic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81.if . / .elseif . / .else / .endif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.include . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84.lib . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Library File Format I: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85Library file format II: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86.load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87.macro /.eom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88.measure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89Trigger/Target Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Signal Statistics Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Find-When and Derivative Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Expression Evaluation Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Error Function Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Trigger/Target Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Signal Statistics Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Find-When and Derivative Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Error Function Example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .909192949495959595.model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96.nodeset. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100.noise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101.op . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.optgoal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.optimize . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104.options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106.param . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113User-Defined Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113Monte Carlo Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Optimization Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115.paramlimits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117.power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118.print. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119.probe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.protect / .unprotect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134.save. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.savebias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136.step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138.subckt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142.table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143MOSFET table example: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Inverter table example: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143Resistor table example: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144.temp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145.tf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146.tran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147.vector . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149.vrange. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1506Device Statements151Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151BJT (q) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152Capacitor (c) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154Coupled Transmission Line (u) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157T-Spice 13 User Guide3
T-Spice 13 User Guide—Contents(Continued)Current Source (i) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158Exponential Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pulse Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piecewise Linear Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piecewise Linear Waveform File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Frequency-Modulated Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Sinusoidal Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Vectorized Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158159159160160160161Current-Controlled Current Source (f) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163Current-Controlled Voltage Source (h). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Diode (d) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167Inductor (l) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168Instance (x) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170JFET (j) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172MESFET (z) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173MOSFET (m) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174Mutual Inductor (k) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178Resistor (r) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179Voltage- or Current-Controlled Switch (s) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Voltage-Controlled Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182Current-Controlled Switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183Transmission Line (t) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184“Lossless” Transmission Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184“Lossy” Transmission Line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184Voltage Source (v) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186Exponential Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Pulse Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piecewise Linear Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Piecewise Linear Waveform File . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Frequency-Modulated Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Sinusoidal Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Vectorized Waveform . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .186186187187188188188Voltage-Controlled Current Source (g). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191Linear Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Laplace Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Expression-Controlled Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Laplace Transforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Voltage-Controlled Resistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Nonlinear Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Voltage-Controlled Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Switch-Level MOSFET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .192193193194194194195195195Voltage-Controlled Voltage Source (e) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197Linear Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Polynomial Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Laplace Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Expression-Controlled Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ideal OpAmp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Integrator element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Differentiator element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Single Pole / Residue . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zero-Delay Inverter Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Zero-Delay AND Gate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Voltage-Controlled Oscillator (VCO) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .T-Spice 13 User Guide1981981981991992002002012012022034
T-Spice 13 User Guide—Contents(Continued)7Simulation Options204Accuracy and Convergence Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205Timestep and Integration Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237Iteration Count with Voltage Variance Test (lvltim 1, 3, or 4) . . . 241Local Truncation Error Algorithm (lvltim 2 or 4) . . . . . . . . . . . . . 242Determining the Next Timestep (lvltim 1, 2, 3, or 4) . . . . . . . . . . 242Model Evaluation Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256Linear Solver Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277General Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281Default Value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284Default value . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286Description. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286Output Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293Probing Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318Verilog-A Options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3248Device Models332Introduction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332BIPOLAR Level/Model Cross Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332Diode Level/Model Cross Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332JFET & MESFET Level/Model Cross Reference . . . . . . . . . . . . . . . . 333MOSFET Level/Model Cross Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333Philips Model Cross Reference. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335Model Descriptions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336BJT Level 1 (Gummel-Poon) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 338DC Current Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Base Charge Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Parasitic Resistor Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Parasitic Capacitance Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Junction Capacitance Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Transit Time parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Noise Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Temperature Effect Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Geometry Consideration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Current Equations (Level 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Substrate Current Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Variable Base Resistance Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Capacitance Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Temperature Dependence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .339339340340341341342342345347349349350352BJT Level 6 (Mextram) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358BJT Level 9 (VBIC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359BJT Level 10 (Modella) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364Capacitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365Coupled Transmission Line (Level 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367Diode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368Model Selectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Geometric and Scaling Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DC Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Capacitance Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Noise Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Temperature Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Fowler-Nordheim Model Parameters (level 2) . . . . . . . . . . . . . . .T-Spice 13 User Guide3683683693693703703715
T-Spice 13 User Guide—Contents(Continued)Level 1 and Level 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Diffusion Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Junction Capacitance (Depletion Capacitance) . . . . . . . . . . . . . . .Metal (Contact Electrode) Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Polysilicon (Contact Electrode) Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . .Level 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Level 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Energy Gap . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Saturation Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Breakdown Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Transit Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Contact Potential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Junction Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Grading Coefficient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Current Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80JFET. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383Charges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384MESFET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385Submodel Selectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DC Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Capacitance Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Noise Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Geometry Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Area Calculation Method (ACM) Parameters . . . . . . . . . . . . . . . .Temperature Dependence Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Currents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Capacitances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Temperature Dependence Equations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .385385386386387387388389390391MOSFET Levels 1/2/3 (Berkeley SPICE 2G6) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Capacitance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Threshold Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Subthreshold Region . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Linear and Saturation Regions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Second-Order Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Ward-Dutton Charge Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397397397398399401404404MOSFET Levels 4 and 13 (BSIM1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412MOSFET Level 5 (Maher-Mead) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416MOSFET Levels 8, 49 and 53 (BSIM3 Revision 3.3). . . . . . . . . . . . . . 418Model Selectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Basic Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AC and Capacitance Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Length and Width Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Temperature Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Bin Description Parameters. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Process Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .NonQuasi-Static Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Drain Current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Gate Charge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .418418422422423424424425425426MOSFET Levels 9 and 50 (Philips MOS 9) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427MOSFET Levels 11 and 63 (Philips 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