home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Meeting Pearls 4 / Meeting Pearls Vol. IV (1996)(GTI - Schatztruhe)[!].iso / Pearls / etech / Spice / examples / ltra_2.cir < prev    next >
Text File  |  1991-03-31  |  9KB  |  528 lines

  1.      Example 3 for interconnect simulation
  2.  
  3. * From neug1, Mosaic aluminum lines. 2um thick, 11um wide. Assuming
  4. * 10um above the ground.
  5. * Material: aluminum; resistivity (sigma) = 2.74uohm-cm = 2.74e-8 ohm-m 
  6. * Dielectric: SiO2, dielectric constant (epsilon) =3.7 
  7. * epsilon0 = 8.85e-12 MKS units
  8. * mu0 = 4e-7*PI
  9. * speed of light in free space = 1/sqrt(mu0*epsilon0) = 2.9986e8 MKS units
  10. *
  11. *  Line parameter calculations:
  12. *  capacitance: parallel plate
  13. *  C = epsilon*epsilon0 * A / l
  14. *  C = 3.7*8.85e-12 * 11e-6 * 1(metre) / 10e-6 = 36.02e-12 F/m
  15. *    + 30% = 46.8e-12 F/m = 0.468pF/cm
  16. *
  17. *  C_freespace = 46.8e-12/epsilon = 12.65e-12 F/m
  18. *  speed of light in free space v0 = 2.9986e8 = 1/sqrt(L0*C0)
  19. *  => L0 = 1/C0*v0^2
  20. *  L0 = 1/(12.65e-12 * 8.9916e16) = 1/113.74e4 = 0.008792e-4 H/m
  21. *    = 0.8792 uH/m = 8.792nH/cm
  22. *  
  23. *  R = sigma * l / A = 2.74e-8 * 1 / (11e-6*2e-6) = 1245.45 ohms/m
  24. *    = 12.45ohms/cm
  25. *
  26. *  transmission line parameters:
  27. *      nominal z0 = sqrt(L/C) = 137 ohms
  28. *    td = sqrt(LC) = 64.14e-12 secs/cm = 0.064ns/cm
  29. *
  30. *
  31.  
  32.  
  33. vcc vcc 0 5
  34. *v1 1 0 0v pulse(0 5 1ns 0.1ns 0.1ns 5ns 100ns)
  35. v1 1 0 0v pulse(0 5 0.1ns 0.1ns 0.1ns 1ns 100ns)
  36. rs 1 2 10
  37. *xdrv 1 2 vcc bjtdrvr
  38. *xrcv 3 4 vcc bjtdrvr
  39. *xrcv 3 4 vcc dioload
  40. d1 3 vcc diod
  41. d2 0 3 diod
  42. *cl 3 0 1pF
  43. *o1 2 0 3 0 lline
  44. x1 2 3 sixteencm
  45. *x1 2 3 xonecm
  46.  
  47. .model diod d
  48. .model lline ltra rel=1.8 r=12.45 g=0 l=8.792e-9 c=0.468e-12 len=16 steplimit
  49.  
  50. * 1cm
  51. * 2cm
  52. * 4cm
  53. * 6cm
  54. * 8cm
  55. * 10cm
  56. * 12cm
  57. *.tran 0.001ns 15ns 0 0.1ns
  58. * 24cm
  59. .tran 0.001ns 10ns 0 0.1ns
  60. * onecm10
  61. *.tran 0.001ns 10ns 0 0.01ns
  62.  
  63.  
  64. * 1. define the subckt r10 to be one tenth of the resistance per cm.
  65. * 2. define the subckt onecm to be one of onecm10 (modelled using
  66. * 10 segments), onecm8, onecm4, onecm2 and lump1. Then use
  67. * the subckts onecm, fourcm, fivecm, tencm, twelvecm,
  68. * twentyfourcm in the circuit. The line is modelled as rlc segments.
  69. * 3. define the subckt xonecm to be one of xonecm10, xonecm8,
  70. * xonecm4, xonecm2 and xlump1. Use the subckts xonecm,
  71. * xfourcm, xfivecm, xtencm, xtwelvecm, xtwentyfourcm in the
  72. * circuit. The line will be modelled as r-lossless lumps.
  73.  
  74. .subckt xonecm 1 2
  75. *x1 1 2 xlump1
  76. x1 1 2 xonecm4
  77. .ends xonecm
  78.  
  79. .subckt onecm 1 2
  80. *x1 1 2 lump1
  81. x1 1 2 onecm4
  82. .ends onecm
  83.  
  84. .subckt r10 1 2
  85. r1 1 2 1.245
  86. .ends r10
  87.  
  88. * ECL driver and diode receiver models - from Raytheon
  89.  
  90. .model qmodn npn(bf=100 rb=100 cje=0.09375pF cjc=0.28125pF is=1e-12
  91. +pe=0.5 pc=0.5)
  92.  
  93. .model qmodpd npn(bf=100 rb=100 cje=0.08187pF cjc=0.2525pF is=1e-12
  94. +pe=0.5 pc=0.5)
  95. *.model qmodpdmine npn(bf=100 rb=100  cje=0.08187pF cjc=0.15pF is=1e-12
  96. .model qmodpdmine npn(bf=100 rb=100  cje=0.08187pF cjc=0.05pF is=1e-12
  97. +pe=0.5 pc=0.5)
  98.  
  99. .model dmod1 d(n=2.25 is=1.6399e-4 bv=10)
  100.  
  101. .model dmod2 d
  102.  
  103. .model dmod d(vj=0.3v)
  104.  
  105. *.model diod1 d(1.0 tt=0.75ns vj=0.6 rs=909 bv=10)
  106. .model diod1 d(tt=0.75ns vj=0.6 rs=909 bv=10)
  107.  
  108. *.model diod2 d(1.0 tt=0.5ns vj=0.3 rs=100 bv=10)
  109. .model diod2 d(tt=0.5ns vj=0.3 rs=100 bv=10)
  110.  
  111. * bjt driver - 19=input, 268=output, 20=vcc; wierd node numbers from 
  112. * the Raytheon file
  113.  
  114. .subckt bjtdrvr 19 268 20
  115. q1 22 18 13 qmodn
  116. q2 18 16 13 qmodn
  117. qd2 21 9 0 qmodn
  118. q4 14 14 0 qmodn
  119. q3 16 15 14 qmodpd
  120. q5 8 13 17 qmodn
  121. q6 25 12 0 qmodn
  122. q7 6 17 0 qmodpd
  123. qd1 26 10 0 qmodn
  124. q8 7 11 10 qmodn
  125. q10 268 17 0 qmodpdmine
  126. *q10 268 17 0 qmodpd
  127. q9 7 10 268 qmodn
  128.  
  129. d1 0 19 dmod1
  130. d2 18 19 dmod2
  131. d3 13 19 dmod
  132. dq1 18 22 dmod
  133. dq2 16 18 dmod
  134. d502 9 21 dmod
  135. dq3 15 16 dmod
  136. d10 24 8 dmod
  137. d4 15 6 dmod
  138. dq6 12 25 dmod
  139. dq7 17 6 dmod
  140. dd1 17 10 dmod
  141. d7 11 6 dmod
  142. dd2 17 26 dmod
  143. d9 23 6 dmod
  144. dq8 11 7 dmod
  145. d501 17 268 dmod
  146. dq9 10 7 dmod
  147. d14 20 27 dmod
  148. d8 0 268 dmod
  149.  
  150. r1 18 20 6k
  151. r2 22 20 2.2k
  152. r4 0 13 7k
  153. rd1 9 13 2k
  154. rd2 21 13 3k
  155. r3 16 20 10k
  156. r5 15 20 15k
  157. r9 0 17 4k
  158. r6 24 20 750
  159. r10 12 17 2k
  160. r12 24 11 1.5k
  161. r11 25 17 3k
  162. r15 23 20 10k
  163. r13 0 10 15k
  164. r14 7 27 12
  165.  
  166. .ends bjtdrvr
  167.  
  168. * subckt dioload - diode load: input=28, output=4, vcc=5
  169.  
  170. .subckt dioload 28 4 5
  171. c1 28 0 5pF
  172. r503 0 4 5.55
  173. r4 0 28 120k
  174. r5 1 5 7.5k
  175.  
  176. d5 4 28 diod2
  177. d1 1 28 diod1
  178. d4 2 0 diod1
  179. d3 3 2 diod1
  180. d2 1 3 diod1
  181. .ends dioload
  182.  
  183. * End ECL driver and Diode receiver models from Raytheon
  184.  
  185. *10 segments per cm
  186. .subckt lump10 1 2
  187. l1 1 3 0.0.8792nH
  188. c1 2 0 0.0468pF
  189. x1 3 2 r10
  190. .ends lump10
  191.  
  192. *1 segment per cm
  193. .subckt lump1 1 2
  194. l1 1 3 8.792nH
  195. c1 2 0 0.468pF
  196. x1 3 4 r10
  197. x2 4 5 r10
  198. x3 5 6 r10
  199. x4 6 7 r10
  200. x5 7 8 r10
  201. x6 8 9 r10
  202. x7 9 10 r10
  203. x8 10 11 r10
  204. x9 11 12 r10
  205. x10 12 2 r10
  206. .ends lump1
  207.  
  208. *2 segments per cm
  209. .subckt lump2 1 2
  210. l1 1 3 4.396nH
  211. c1 2 0 0.234pF
  212. x1 3 4 r10
  213. x2 4 5 r10
  214. x3 5 6 r10
  215. x4 6 7 r10
  216. x5 7 2 r10
  217. .ends lump2
  218.  
  219. *4 segments per cm
  220. .subckt lump4 1 2
  221. l1 1 3 2.198nH
  222. c1 2 0 0.117pF
  223. x1 3 4 r10
  224. x2 4 5 r10
  225. x3 5 2 r10
  226. x4 5 2 r10
  227. .ends lump4
  228.  
  229. *8 segments per cm
  230. .subckt lump8 1 2
  231. l1 1 3 1.099nH
  232. c1 2 0 0.0585pF
  233. x1 3 4 r10
  234. x2 4 2 r10
  235. x3 4 2 r10
  236. x4 4 2 r10
  237. x5 4 2 r10
  238. .ends lump8
  239.  
  240. .subckt onecm10 1 2
  241. x1 1 3 lump10
  242. x2 3 4 lump10
  243. x3 4 5 lump10
  244. x4 5 6 lump10
  245. x5 6 7 lump10
  246. x6 7 8 lump10
  247. x7 8 9 lump10
  248. x8 9 10 lump10
  249. x9 10 11 lump10
  250. x10 11 2 lump10
  251. .ends onecm10
  252.  
  253. .subckt onecm8 1 2
  254. x1 1 3 lump8
  255. x2 3 4 lump8
  256. x3 4 5 lump8
  257. x4 5 6 lump8
  258. x5 6 7 lump8
  259. x6 7 8 lump8
  260. x7 8 9 lump8
  261. x8 9 2 lump8
  262. .ends onecm8
  263.  
  264. .subckt onecm4 1 2
  265. x1 1 3 lump4
  266. x2 3 4 lump4
  267. x3 4 5 lump4
  268. x4 5 2 lump4
  269. .ends onecm4
  270.  
  271. .subckt onecm2 1 2
  272. x1 1 3 lump2
  273. x2 3 2 lump2
  274. .ends onecm2
  275.  
  276. .subckt twocm 1 2
  277. x1 1 3 onecm
  278. x2 3 2 onecm
  279. .ends twocm
  280.  
  281. .subckt threecm 1 2
  282. x1 1 3 onecm
  283. x2 3 4 onecm
  284. x3 4 2 onecm
  285. .ends threecm
  286.  
  287. .subckt fourcm 1 2
  288. x1 1 3 onecm
  289. x2 3 4 onecm
  290. x3 4 5 onecm
  291. x4 5 2 onecm
  292. .ends fourcm
  293.  
  294. .subckt fivecm 1 2
  295. x1 1 3 onecm
  296. x2 3 4 onecm
  297. x3 4 5 onecm
  298. x4 5 6 onecm
  299. x5 6 2 onecm
  300. .ends fivecm
  301.  
  302. .subckt sixcm 1 2
  303. x1 1 3 fivecm
  304. x2 3 2 onecm
  305. .ends sixcm
  306.  
  307. .subckt sevencm 1 2
  308. x1 1 3 sixcm
  309. x2 3 2 onecm
  310. .ends sevencm
  311.  
  312. .subckt eightcm 1 2
  313. x1 1 3 sevencm
  314. x2 3 2 onecm
  315. .ends eightcm
  316.  
  317. .subckt ninecm 1 2
  318. x1 1 3 eightcm
  319. x2 3 2 onecm
  320. .ends ninecm
  321.  
  322. .subckt tencm 1 2
  323. x1 1 3 fivecm
  324. x2 3 2 fivecm
  325. .ends tencm
  326.  
  327. .subckt elevencm 1 2
  328. x1 1 3 tencm
  329. x2 3 2 onecm
  330. .ends elevencm
  331.  
  332. .subckt twelvecm 1 2
  333. x1 1 3 tencm
  334. x2 3 4 onecm
  335. x3 4 2 onecm
  336. .ends twelvecm
  337.  
  338. .subckt sixteencm 1 2
  339. x1 1 3 eightcm
  340. x2 3 2 eightcm
  341. .ends sixteencm
  342.  
  343. .subckt twentyfourcm 1 2
  344. x1 1 3 twelvecm
  345. x2 3 2 twelvecm
  346. .ends twentyfourcm
  347.  
  348.  
  349. *modelling using R and lossless lines
  350. * 10 segments per cm
  351. .model lless10 ltra nocontrol rel=10 r=0 g=0 l=8.792e-9
  352. +c=0.468e-12 len=0.1 steplimit quadinterp
  353.  
  354. * 8 segments per cm
  355. .model lless8 ltra nocontrol rel=10 r=0 g=0 l=8.792e-9
  356. +c=0.468e-12 len=0.125 steplimit quadinterp
  357.  
  358. * 4 segments per cm
  359. .model lless4 ltra nocontrol rel=10 r=0 g=0 l=8.792e-9
  360. +c=0.468e-12 len=0.25 steplimit quadinterp
  361.  
  362. * 2 segments per cm
  363. .model lless2 ltra nocontrol rel=10 r=0 g=0 l=8.792e-9
  364. +c=0.468e-12 len=0.5 steplimit quadinterp
  365.  
  366. * 1 segment per cm
  367. .model lless1 ltra nocontrol rel=10 r=0 g=0 l=8.792e-9
  368. +c=0.468e-12 len=1 steplimit quadinterp
  369.  
  370. *10 segments per cm
  371. .subckt xlump10 1 2
  372. o1 1 0 3 0 lless10
  373. x1 3 2 r10
  374. .ends xlump10
  375.  
  376. *1 segment per cm
  377. .subckt xlump1 1 2
  378. o1 1 0 3 0 lless1
  379. x1 3 4 r10
  380. x2 4 5 r10
  381. x3 5 6 r10
  382. x4 6 7 r10
  383. x5 7 8 r10
  384. x6 8 9 r10
  385. x7 9 10 r10
  386. x8 10 11 r10
  387. x9 11 12 r10
  388. x10 12 2 r10
  389. .ends xlump1
  390.  
  391. *2 segments per cm
  392. .subckt xlump2 1 2
  393. o1 1 0 3 0 lless2
  394. x1 3 4 r10
  395. x2 4 5 r10
  396. x3 5 6 r10
  397. x4 6 7 r10
  398. x5 7 2 r10
  399. .ends xlump2
  400.  
  401. *4 segments per cm
  402. .subckt xlump4 1 2
  403. o1 1 0 3 0 lless4
  404. x1 3 4 r10
  405. x2 4 5 r10
  406. x3 5 2 r10
  407. x4 5 2 r10
  408. .ends xlump4
  409.  
  410. *8 segments per cm
  411. .subckt xlump8 1 2
  412. o1 1 0 3 0 lless8
  413. x1 3 4 r10
  414. x2 4 2 r10
  415. x3 4 2 r10
  416. x4 4 2 r10
  417. x5 4 2 r10
  418. .ends xlump8
  419.  
  420. .subckt xonecm10 1 2
  421. x1 1 3 xlump10
  422. x2 3 4 xlump10
  423. x3 4 5 xlump10
  424. x4 5 6 xlump10
  425. x5 6 7 xlump10
  426. x6 7 8 xlump10
  427. x7 8 9 xlump10
  428. x8 9 10 xlump10
  429. x9 10 11 xlump10
  430. x10 11 2 xlump10
  431. .ends xonecm10
  432.  
  433. .subckt xonecm8 1 2
  434. x1 1 3 xlump8
  435. x2 3 4 xlump8
  436. x3 4 5 xlump8
  437. x4 5 6 xlump8
  438. x5 6 7 xlump8
  439. x6 7 8 xlump8
  440. x7 8 9 xlump8
  441. x8 9 2 xlump8
  442. .ends xonecm8
  443.  
  444. .subckt xonecm4 1 2
  445. x1 1 3 xlump4
  446. x2 3 4 xlump4
  447. x3 4 5 xlump4
  448. x4 5 2 xlump4
  449. .ends xonecm4
  450.  
  451. .subckt xonecm2 1 2
  452. x1 1 3 xlump2
  453. x2 3 2 xlump2
  454. .ends xonecm2
  455.  
  456.  
  457. .subckt xtwocm 1 2
  458. x1 1 3 xonecm
  459. x2 3 2 xonecm
  460. .ends xtwocm
  461.  
  462. .subckt xthreecm 1 2
  463. x1 1 3 xonecm
  464. x2 3 4 xonecm
  465. x3 4 2 xonecm
  466. .ends xthreecm
  467.  
  468. .subckt xfourcm 1 2
  469. x1 1 3 xonecm
  470. x2 3 4 xonecm
  471. x3 4 5 xonecm
  472. x4 5 2 xonecm
  473. .ends xfourcm
  474.  
  475. .subckt xfivecm 1 2
  476. x1 1 3 xonecm
  477. x2 3 4 xonecm
  478. x3 4 5 xonecm
  479. x4 5 6 xonecm
  480. x5 6 2 xonecm
  481. .ends xfivecm
  482.  
  483. .subckt xsixcm 1 2
  484. x1 1 3 xfivecm
  485. x2 3 2 xonecm
  486. .ends xsixcm
  487.  
  488. .subckt xsevencm 1 2
  489. x1 1 3 xsixcm
  490. x2 3 2 xonecm
  491. .ends xsevencm
  492.  
  493. .subckt xeightcm 1 2
  494. x1 1 3 xsevencm
  495. x2 3 2 xonecm
  496. .ends xeightcm
  497.  
  498. .subckt xninecm 1 2
  499. x1 1 3 xeightcm
  500. x2 3 2 xonecm
  501. .ends xninecm
  502.  
  503. .subckt xtencm 1 2
  504. x1 1 3 xfivecm
  505. x2 3 2 xfivecm
  506. .ends xtencm
  507.  
  508. .subckt xelevencm 1 2
  509. x1 1 3 xtencm
  510. x2 3 2 xonecm
  511. .ends xelevencm
  512.  
  513. .subckt xtwelvecm 1 2
  514. x1 1 3 xtencm
  515. x2 3 4 xonecm
  516. x3 4 2 xonecm
  517. .ends xtwelvecm
  518.  
  519. .subckt xsixteencm 1 2
  520. x1 1 3 xeightcm
  521. x2 3 2 xeightcm
  522. .ends xsixteencm
  523.  
  524. .subckt xtwentyfourcm 1 2
  525. x1 1 3 xtwelvecm
  526. x2 3 2 xtwelvecm
  527. .ends xtwentyfourcm
  528.