浅析SPICE

电子

SPICE的历史
SPICE是对电子电路的模拟工作进行模拟的软件。
取" Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis "的首字母组成"SPICE"。
于1973年由加利福尼亚大学伯克利分校开发，经过下表的开发变迁发展至今。
最初发行的SPICE是使用FORTRAN语言编写的。
而现在大家所使用的商用SPICE模拟器是在SPICE2G.6的基础上，使用C语言描述的。
年号
SPICE版本
语言
1973年
SPICE
FORTRAN
1975年
SPICE 2
FORTRAN
1981年
SPICE 2G.6
FORTRAN
1985年
SPICE 3
C

在此处略作说明。。。
FORTRAN是面向科学技术计算的过程式编程语言。
目的是使有助于实现高速化的并行计算易于达到最优化，实现高速处理。
换句话说就是进行这样的设计的语言。
那时是在被称为主机架的大型计算机上运行程序。

使用SPICE可以做什么？
前项介绍道SPICE是"对电子电路的模拟工作进行模拟的软件"，具体来说即为非线性DC分析、非线性过渡分析以及线性AC分析的通用电路模拟程序。
具体方式为根据"基尔霍夫电流定律、电压定律"使利用修正节点法输入的电路方程式化（生成），并将表示元件工作的理论、实验方程式（称之为元器件模型）组合起来求解。
【元器件模型】
基于理论或试验性的考察开发的分析式
可模拟的元件和要素如下。

无源元件（电阻、电容器、电感器等）
有源元件（二极管、双极晶体管、MOSFET晶体管等）
传输线路
各种电源

分析方法可使用以下方法。

过渡分析
直流分析
小信号交流分析
杂音分析

在SPICE出现以前，全部都是通过手工计算进行IC设计。
但是，随着生产技术的进步，配置于IC的元件数发生了飞跃性的增加，且因计算机的出现等原因，使必须电路设计电子化的元件也对SPICE的出现起到了推动作用。
铿腾电子科技有限公司的PSpice®是利用PC操作的第一个模拟器，这是随着从主机架转变到PC而推出的一款模拟器。
PSpice最初是作为电子电路的模拟器使用的，随着CPU的高速工作，PCB电路板的设计也需要模拟元件，现在已成为传输高速电气信号的电路板设计所必需的一个工具。

电子电路设计用 (PSpice模型)
PCB电路板设计和验证 (IBIS模型)

电路模拟流程和元器件模型
现在的模拟器的电路模拟流程如下图所示 "电路描述" ⇒ "电路分析" ⇒"分析结果输出" 。
由于GUI (Graphical User Interface 的简称。可利用计算机图形进行直观操作的方法）的改进而作为独立封装的软件进行供给。
以前是使用正文编辑器输入下图 "电路分析"右侧所示的【xxx描述】部分。
而现在是将使用电路图编辑器输入的电路图变换为网表，交付给分析机，自动实施模拟。
这里，请注意下图的【模型参数的描述】。另外，也请不要忘记前项的"元器件模型"。
【元器件模型】
基于理论或试验性的考察开发的分析式
元器件模型＝分析式，构成此分析式的变量和常量即为模型参数。
换句话说即为使用模型参数将实际存在的元件特性再现于模拟器上。

宏模型
内容并不难，我想大家应该已经理解了SPICE模拟器到底是干什么的。
实际的电子电路组合了多个IC、分立元件等。
那么，所谓的IC的SPICE模型是什么样的呢？
就现在的IC来说，简单的IC是由几十个元件构成，而被称为ULSI的IC是由几亿个元件构成。
若如实制作每个晶体管，则无法在模拟器上使其工作，或因模拟时间超长而变得不耐用。
所以，IC的SPICE模型与实际电路不同，是简化了电路的模型。我们称之为宏模型。
罗姆除了提供晶体管、二极管、SiC功率元器件、LED、IGBT外，还通过HP提供IC (运算放大器、比较器、复位IC、线性稳压器等) 的SPICE宏模型。

钟晶 · 2019-5-17 08:29:30

666

石栓柱 · 2019-5-17 08:43:57

不错

张涛 · 2019-5-17 09:01:21

看看了

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3 条评论

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