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基礎知識之SPICE

作者:時間:2024-04-03來源:電子森林收藏

是對電子電路的模擬工作進行模擬的軟件。取“ Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis “的首字母組成””。于1973年由加利福尼亞大學伯克利分校開發,經過下表的開發變遷發展至今。 最初發行的SPICE是使用FORTRAN語言編寫的。而現在大家所使用的商用SPICE模擬器是在SPICE2G.6的基礎上,使用C語言描述的。

本文引用地址:http://www.casasmaravilha.com/article/202404/457145.htm
年號SPICE版本語言
1973年SPICEFORTRAN
1975年SPICE 2FORTRAN
1981年SPICE 2G.6FORTRAN
1985年SPICE 3C

在此處略作說明。。。 FORTRAN是面向科學技術計算的過程式編程語言。目的是使有助于實現高速化的并行計算易于達到最優化,實現高速處理。 換句話說就是進行這樣的設計的語言。那時是在被稱為主機架的大型計算機上運行程序。

SPICE是“對電子電路的模擬工作進行模擬的軟件”,具體來說即為非線性DC分析、非線性過渡分析以及線性AC分析的通用電路模擬程序。 具體方式為根據“基爾霍夫電流定律、電壓定律”使利用修正節點法輸入的電路方程式化(生成),并將表示元件工作的理論、實驗方程式(稱之為元器件模型)組合起來求解。

【元器件模型】 基于理論或試驗性的考察開發的分析式

可模擬的元件和要素如下。

  • 無源元件(電阻、電容器、電感器等)
  • 有源元件(二極管、雙極晶體管、MOSFET晶體管等)
  • 傳輸線路
  • 各種電源

分析方法可使用以下方法:

  • 過渡分析
  • 直流分析
  • 小信號交流分析
  • 雜音分析

在SPICE出現以前,全部都是通過手工計算進行IC設計。 但是,隨著生產技術的進步,配置于IC的元件數發生了飛躍性的增加,且因計算機的出現等原因,使必須電路設計電子化的元件也對SPICE的出現起到了推動作用。鏗騰電子科技有限公司的PSpice?是利用PC操作的第一個模擬器,這是隨著從主機架轉變到PC而推出的一款模擬器。

PSpice最初是作為電子電路的模擬器使用的,隨著CPU的高速工作,PCB電路板的設計也需要模擬元件,現在已成為傳輸高速電氣信號的電路板設計所必需的一個工具。

  • 電子電路設計用 (PSpice模型)
  • PCB電路板設計和驗證 (IBIS模型)

現在的模擬器的電路模擬流程如下圖所示 “電路描述” ? “電路分析” ?“分析結果輸出” 。 由于GUI (Graphical User Interface 的簡稱。 可利用計算機圖形進行直觀操作的方法)的改進而作為獨立封裝的軟件進行供給。

以前是使用正文編輯器輸入下圖 “電路分析”右側所示的【xxx描述】部分。 而現在是將使用電路圖編輯器輸入的電路圖變換為網表,交付給分析機,自動實施模擬。

這里,請注意下圖的【模型參數的描述】。另外,也請不要忘記前項的“元器件模型”。

【元器件模型】 基于理論或試驗性的考察開發的分析式

元器件模型=分析式,構成此分析式的變量和常量即為模型參數。 換句話說即為使用模型參數將實際存在的元件特性再現于模擬器上。

內容并不難,我想大家應該已經理解了SPICE模擬器到底是干什么的。 實際的電子電路組合了多個IC、分立元件等。那么,所謂的IC的SPICE模型是什么樣的呢? 就現在的IC來說,簡單的IC是由幾十個元件構成,而被稱為ULSI的IC是由幾億個元件構成。 若如實制作每個晶體管,則無法在模擬器上使其工作,或因模擬時間超長而變得不耐用。 所以,IC的SPICE模型與實際電路不同,是簡化了電路的模型。 我們稱之為宏模型。



關鍵詞: SPICE

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