2电路仿真程序spice入门

目录一、分析的类型 (3)1.直流分析 (3)2.交流小信号分析 (3)3.瞬态分析 (3)4.温度分析 (3)二、收敛性 (4)三、输入格式 (5)四、电路描述 (5)五、标题卡、结束卡和注释卡 (5)1.标题卡 (5)2.结束卡 (6)3.注释卡 (6)六、元件卡 (6)1.电阻 (6)2.电容和电感 (6)3.耦合电感 (6)4.无损耗传输线 (6)5.独立源 (7)A：脉冲源 (7)B：正弦源 (7)C：指数源 (7)D：分段线形源 (8)E：单频频率调制源 (8)6.线形受控源 (8)A：线形电压控制电流源 (8)B：线形电压控制电压源 (8)C：线形电流控制电流源 (8)D：线形电流控制电压源 (8)7.半导体器件 (9)A：结型二极管 (9)B：双极型晶体管 (9)C：结型场效应晶体管 (9)D：MOS场效应晶体管 (9)E：模型卡 (10)七、子电路 (10)1.子电路卡片 (10)2.终止卡 (10)3.子电路调用 (11)八、控制卡 (11)1.温度卡 (11)2.宽度卡 (11)3.可选项卡 (11)4.工作点卡 (11)5.直流卡 (11)6.节点电压设置卡 (11)7.初始条件卡 (12)8.转移函数卡 (12)9.灵敏度卡 (12)10.交流卡 (12)11.失真卡 (13)12.噪声卡 (13)13.瞬态分析卡 (13)14.傅立叶分析卡 (13)15.打印卡 (14)16.绘图卡 (14)附1：.OPTION可选项 (15)附2：三大分析流程 (16)Spice 通用电路模拟电路用户指南一、分析的类型1.直流分析SPICE 的直流分析用来决定电路的直流工作点，这时，电路中电感短路、电容开路。

在进行瞬态分析之前，SPICE 会自动先运行直流分析，用以决定瞬态的初始条件；同样，在交流小信号分析之前，也先自动运行直流分析，以决定非线性器件的线性化小信号模型参数。

也可用直流分析来产生直流转移曲线，即在用户规定的范围内直流输出变量值与某个指定的独立电压源或电流源步进变化之间的对应关系曲线。

（1）电路图的绘制。绘制电路图,激 励为电压脉冲源，选用Source.olb库 中的VPULSE。
分别键入下面参数的名称和数值： V1＝0V（初始值) TR＝0.4μ s（上升时间） V2＝5V（幅值） TF＝0.5μ s（下降时间） TD＝0（延迟时间） PER＝20ms（周期） PW＝10ms（脉冲宽度）
一个简单的RLC串联电路如图所示。试 用OrCAD对该电路电流频率响应进行交 流分析。
（1）电路图的绘制。
注意：信号源V1使用Source.olb库中的VAC模 型，幅值取1V。 在电路图中设置电流探针。单击 图标， 在欲测电流的元件（如R）支路上单击，放 置电流探针，如图所示。这样在执行PSpice 分析程序后不需要呼叫波形，探针测试的电 流便自动出现在波形输出窗口，支路电压、 节点电压和元件功率也可类似设置探针。
由图可知，流过电阻的电流会随着加在电阻 上的电压而随比例地增加。符合欧姆定律。
交流扫描分析（RLC电路的频率响应）
使用交流扫描分析（AC Sweep）来验
证R-L-C电路频谱图。 PSpice可对小信号线性电子电路进行交 流分析，此时半导体器件皆采用其线性 模型。它是针对电路性能因信号频率改 变而变动所作的分析，它能够获得电路 的幅频响应和相频响应以及转移导纳等 特性参数。
（2）创建新仿真文件，注意交流分析参数设 置方法，如下图所示。
（3）执行PSpice分析程序，其结果波形 见图所示。
标尺 上述的例题分析结果，如上图所示，如要想 从图形中得到精确的数值关系还需借助下面 要介绍的标尺（Cursors）的功能。其对应的 菜单如下图所示。
其快捷方式如下图所示，具体功能见表92。
一个电路设计能够使用PSpice分析 和优化的两个必备条件是：

SPICE是UCB开发的最新电路仿真程序，和其 它较次要的知名程序一样，经历了 BIAS，SLIC， TIME，CANCER几个阶段。事实上， SPICE很大 程度上派生于早两年的 CANCER程序， CANCER由Ronald A. Rohrer 教授在1971费城召 开的ISSCC上发表公布。
7
满足要求 Y
其他
.probe/measurement
N
结束
13
? PSPICE
? .CIR ; spice basic input file ? .OUT ; output file (including error, simulation
data) ? .DAT ; simulation data file (binary format) ? .INC ; sub-circuit. ? .LIB ; simulation library etc. ? .SCH ; schematic file ? .NET ; net connection
第二章电路仿真程序 spice入门
1
内容提要
1、Spice简介 2、IsSpice4 3、PSpice 4、 Multisim (EWB)
2
2-1
? SPICE简介
1.功能强大的通用电路仿真程序 2.发展历史 3.SPICE的语言基础 4.分析功能
3
? SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis ）是由美国加州大学推出的电路 分析仿真软件，是 20世纪80年代世界上应用最广 的电路设计软件， 1998年被定为美国国家标准。 1984年，美国MicroSim公司推出了基于 SPICE的 微机版 PSPICE （Personal —SPICE ）。现在用得 较多的是PSPICE6.2 ，可以说在同类产品中，它 是功能最为强大的模拟和数字电路混合仿真 EDA 软件，在国内普遍使用。最新推出了 PSPICE9.1 版本。它可以进行各种各样的电路仿真、激励建 立、温度与噪声分析、模拟控制、波形输出、数 据输出、并在同一窗口内同时显示模拟与数字的 仿真结果。无论对哪种器件哪些电路进行仿真， 都可以得到精确的仿真结果，并可以自行建立元 器件及元器件库。

例：.option post probe $MetaWaves只观察.probe语 句输出的变量。
39
3
40
计算反相器链电路的延迟时间
.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER CHAIN
.INCLUDE "models.sp"
……
X1 IN 1 INV WN=1.2U WP=3U
X2 1 2
.enddata
X1 IN 1 INV WN=wu WP=wpt
X2 1 2 INV WN=wu WP=wpt
X3 2 OUT INV WN=wu WP=wpt
CL OUT 0
1pf
……
.TRAN 1N 200N sweep data=cv
.measure tran td trig v(in) val=2.5 td=8ns
45
一个例子：缓冲驱动器分析
——HSPICE分析举例
46
准备模型文件
选用1.2um CMOS工艺level II模型 (Models.sp)
.MODEL NMOS NMOS LEVEL=2 LD=0.15U TOX=200.0E-10 VTO=0.74 KP=8.0E-05 +NSUB=5.37E+15 GAMMA=0.54 PHI=0.6 U0=656 UEXP=0.157 UCRIT=31444 +DELTA=2.34 VMAX=55261 XJ=0.25U LAMBDA=0.037 NFS=1E+12 NEFF=1.001 +NSS=1E+11 TPG=1.0 RSH=70.00 PB=0.58 +CGDO=4.3E-10 CGSO=4.3E-10 CJ=0.0003 MJ=0.66 CJSW=8.0E-10 MJSW=0.24