输入网表文件中很重要的一部分内容就是电路拓扑结构的描述（Element statements）。

简单来说就是，你要对什么样的一个电路进行仿真。

在HSPCIE中，是通过定义构成电路的单元（element）和单元之间的连接关系来描述一个电路，这些单元可以是电阻、电容、晶体管等等。

元件描述语句一般由元件名称、类型、元件所连接的电路节点号和元件的电学参数值组成。

每个元件在输入文件中在一行内进行描述，如果一行放不下，就使用+进行拼接。

一般形式为：

elname：元件的实例名，实例名的首字母必须元件关键字（ element key letter），该关键字确定了元件的类型。实例名最长不能超过1024个字符。输出的实例名称默认长度是16个字符，可以使用 .option lennan指定该长度。（举个例子，这里就是说，如果要定义一个电阻，电阻的名称就必须以R开头。）

nodeN：节点名，用来说明元件所连接的节点，节点名称可以是数字、字母以及两者的组合，但必须以字母开始，整个字符串不超过 16 个字符（包括第一个字母在内）。= ( ) , . [ ] 等符号不能出现在节点名中。节点 0，GND，GND!，GROUND 默认表示“地”。

mname：模型参考名，无源器件除外的所有元件都是必需的，后面会介绍模型的具体内容。

pnameN：元件参数名，用来指定元件的参数值。

valN：指定参数值或模型节点，这些数值可以是具体的数值，也可以是代数表达式。

M=val：元件的倍增因子

器件类型及其关键字的具体内容如下：

可以看出，电流源、电压源等也是以元件的形式进行描述的。

MOSFET的基本描述形式如下：

对于[]中的参数，在这里可以指定也可以不指定。如果不指定使用模型（mname）中给定的默认值。

部分参数的含义如下，

示例：

元件描述语句中的模型到底是什么呢？

官方手册中的定义：

Every device model is a template defining various versions of each supported element type used in a netlist formatted for use by the HSPICE tool.

模型其实就像是电路设计时候的“标准单元库”，它描述了电路网表文件使用的各种元器件的各项参数，比如MOS管的阈值电压等，基于这些参数，工具才能进行仿真计算。

或者说，模型是对真实物理器件的一种描述，有了这些模型，才能将真实的物理器件放到计算机中，然后使用HSPICE才可以进行仿真。模型中的具体内容就是一个个的参数，比如说，为了描述MOS管，我们需要知道它的阈值电压、宽长比、载流子迁移率等等。

在仿真的时候，给这些参数指定一个具体的值，SPICE仿真工具就可以计算MOS管的一些特性。

（ 不同的模型参数代表的就是不同性能的器件，比如说，对于MOS管，模型是描述方式，就是说，只要是相同结构的MOS管，都可以使用模型中给定的参数对其进行描述。但是对于同一个结构的MOS管，它的宽长比、阈值电压等等可能是不同的，模型参数的具体值就是反应的这些不同。）

真实的物理器件是十分复杂的，可能没有一个完美的模型来模型其在各种场景下的各种特定，所以就会有各种各样的模型来对其进行描述，某种模型可以反应真实的物理器件在某个场景下的特定，众多的模型就构成了对真实物理器件各种特性的详细描述。

在仿真层面，只需要通过指定模型和模型所需要的所需要的参数值，就可以得到一个"真实的物理器件"，然后就可以进行仿真。

对于器件的模型参数，当然可以在描述元件实例的时候对其进行逐一定义。但是这样的问题是， 每个模型中可能包含很多参数，每个元件可能有多个实例，如此一来，在描述电路结构的时候，就会显得很繁琐。所以我们就把模型相关的参数提前定义好，并给定也给默认值，然后给他起一个名字（model name），这样在定义元件实例的时候，直接使用模型名字即可，对于具体的参数，可以根据需求指定，如果不指定，就使用模型中指定的默认值。

有了模型，我们在描述元件的时候，就只需要指定所使用的模型，工具就可以读取该模型对应的各项参数，我们就不需要在网表中指定元器件的各项参数，这样以来，不仅可以更快的去创建一个网表文件，还可以避免一些错误。

所以，模型就是elements各项参数的定义，我们可以自己生成，也可以使用别人定义好的模型，比如来自Foundary厂的模型参数可以能够更加贴近实际制造时的数据。当然，HSPCIE工具也会给定一些模型（Synopsys device models），我们可以基于这些模型给定的参数进行仿真。

为了在网表中指定一个器件，需要使用元件描述语句和模型描述语句。

一个简单的示例如下：

① 在元件描述语句中，只能使用模型的参考名称（这里是MOD1）来指定所使用的模型，而参考名称则是在.model中进行指定。

② 在模型描述语句（.model）中，NPN是模型，即真实物理器件的某种描述方式，MOD1是带有特定参数值的模型，是一个具体的器件。

③ 元件描述语句和模型描述语句中都可以定义参数，对于同名的参数，元件描述语句中的定义会覆盖模型描述语句中定定义。未指定 的参数，就使用模型的默认参数。

④ 除了选择工具内置的模型外，还可以从模型库中选择模型，如下示例：

该示例使用了 mosfet.lib模型库文件中的参考名称为 PCH 的模型

该语句的作用就是在输入网表文件中包含一个预定义的HSPICE模型的实例。

基本语法如下：

type 和 level 共同确定了都某种器件的描述方式。

（根据执行仿真的类型，会有一些拓展描述，这里就先不展开了。）

参数说明：

对于和MOSFET相关的模型，其描述语句如下：

参数说明：

这里，模型参数中的LEVEL其实对应的就是不同类型的器件模型。工具支持的一些MOSFET模型如下：

HSPICE 中提供了一些供激励用的独立源和受控源。电源描述语句也由代表电源名称的关键字、连接情况和有关参数值组成。描述电源的关键字含义如下：

V： 独立电压源 I： 独立电流源 E： 电压控制电流源 F： 电流控制电流源 G： 电压控制电压源 H： 电流控制电压源

基本语法：

参数说明：

基于上述语句格式，HSPICE规定出以下几种独立电源：DC Source、AC Source、Transient Sources。

语法：

示例：

Transient Sources说的是，在执行瞬态分析的时候，可以使得 source 随时间变化，主要有以下几种类型：

基本语法：

参数说明：

波形随时间变化情况：

示例一：

示例二：

PWL是Piecewise Linear（分段线性）的缩写。

基本语法格式如下：

每一对(t1, v1)指定了v1在t1时候的值。

示例：

① PL 是 ASPEC 格式的关键字，描述上不同是时间点和值的位置做了互换。

② 重复次数 r 的值必须是前面定义的时间点中的一个。

波形如下：

HSPICE为独立电压源或者电流源提供了 pattern source function，pattern source function使用了四种状态：0, 1, m, z，分别表示高、低和中等电压或电流，以及高阻态。

这四种状态的构成的序列称之为 “b-string”。

基本语法：

参数说明：

tsample就是每个值的持续时间

波形随时间变化分析：

就是说，tsample中包含了一半的上升时间和下降时间。

示例一：

向量信息如下：

先是 1011，然后从0开始重复一次（也就是011），然后是 0m1z，第二个b-string没有设定R或RB的值，那么HSPICE会使用默认值（R=0，RB=1）。

示例二：

描述语句：

向量信息：

使用工具对示例2的输入波形进行测试，

测试用的输入网表文件如下：

得到结果如下：

放大第一部分：

经过对波形的放大计算得知，tsample就是每一个状态的持续时间，这个持续时间包含了一半的上升时间和下降时间。

例如，对于01110的情况，中间的1就会保持完整的tsample，第一个1会持续tsample-(tr/2)，第三个1会持续tsample-(tf/2)。

如果是010的情况，这里的1就只会持续tsample-(tr/2)-(tf/2)，示例（1010110）里面就是350。

前面在描述模型的时候提到，可以使用.LIB命令调用库文件。

在使用 HSPICE 对电路的仿真时，经常要对元器件的模型及其参数以及子电路进行描述或定义。**HSPICE 工具允许将器件模型 (.MODEL 语句)、子电路的定义(包含.ENDS 语句)、有关注释语句及库文件调用语句(.LIB 语句)等集中存放到库文件中，**而在调用所要使用的模型和子电路时，仅需要将所要的模型、子电路等（库文件内容）内容取出进入存储器即可，这样速度快、占内存少。

.LIB命令的语法如下，主要包括库的调用和库的定义两部分。

① entry_name：一个库文件中可定义多个库，entry_name就是每个库自己名称。该名称的第一个字符不能是整数。在调用库的时候加上该名称，就只会读取名称对应内容。（.LIB entry_name为开始，.ENDL 为结束。）

模型参数文件（c18vmos001.mdl）中的部分内容：

① 从文件开头的内容可以看出，该文件中的参数是基于 LEVEL = 49 模型定义的，模型的参考名称为 N_18_LL，也就是说，我们在元件描述语句中，要使用N_18_LL来获取库中定义的参数信息。

② 这里可以看出，有些参数上面是有一些变量的，这些就是参数的漂移量，我们可以在一个新的文件中去定义，如下所示。

参数漂移量（c18vmos001.lib）定义文件中的部分内容，该文件中给出了模型参数文件中变量的值（不工艺角下的参数漂移量是不一样的），同时也使用include语句包含了模型参数文件。

这样，在仿真的时候，通过调用这两个文件，就可以使用对应工艺角的器件参数。

这里其实是根据文件的内容选择调用语句。c18vmos001.mdl中的内容是模型参数，并不是LIB格式的定义，所以我们就使用.INC命令，对于LIB格式的命令，那么就是使用.LIB命令来调用。