Cadence Virtuoso IC618 AC仿真测量电容的基本原理是利用电容的阻抗特性,仿真测量流过电容的电流值,通过设置合适的频率以及交流电压值,使得电流值和被测电容在数值上相等。

电容阻抗的计算公式为:X_{C}=\frac{1}{2\pi fC},其中X_{C}为电容阻抗,f为频率,C为电容值。假设流过电容的电流为I,施加在电容两侧的AC电压为V_{ac},那么I=\frac{V_{ac}}{X_{C}}=2\pi fC\cdot V_{ac}。因此,在仿真时我们可以固定f=\frac{1}{2\pi }\left ( Hz \right ),并且固定V_{ac}=1\left ( V \right ),那么此时流过电容的电流I在数值上与电容值C相等,这样就通过测量电流值间接地测量出电容值。

下面搭建仿真环境,使用的仿真平台为Cadence Virtuoso IC618,仿真电路图如下所示:

设定电压源的DC值为V_{dc}\left ( V \right )、AC值为1V,待测电容从标准单元库中调入并设定为15pF

仿真设置如下所示:

1、设置设计变量,将V_{dc}添加到ADE中并设初值为0V

2、选择分析器,AC仿真,固定频率f=\frac{1}{2\pi }=0.159155\left ( Hz \right ),选择扫描变量V_{dc},扫描范围为-2.8V~2.8V

3、设置输出结果,选择From Design,点击待测电容的PLUS端,并在Outputs中勾选Plot。

运行ADE,得到输出结果如下所示:

仿真得到电流值为15.0009pA,非常接近待测电容值15pF

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