第7章 spice语言及电路仿真

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1、第7章SPICE语言及电路仿真模块概要：一、学习目标1、了解SPICE的电路设计流程及HSPICE电路仿真工具。2、掌握SPICE编程语言与编程技术。3、能够使用HSPICE软件进行电路仿真。二、学习指南能够读懂电路输入网表，理解地掌握SPICE语言中分析及控制语句的设置，在仿真实例中学会编程技术和仿真方法。三、知识内容SPICE语言介绍：SPICE含义、产生、著名软件、SPICE的电路设计流程。输入语句的结构与规定输入语句的结构、规定、一个简单实例。电路元器件描述语句无源器件描述语句、有源器件描述语句、电源描述语句、其它语句。电路特性分析语句直流

2、分析、交流分析、瞬态分析、蒙特卡罗分析和灵敏度/最坏情况分析、温度分析。电路特性控制语句初始状态设置语句、参数、函数定义语句、重置参数语句、输出控制语句。缓冲驱动器设计实例以缓冲驱动器的设计实例，来说明电路网表的编写、直流分析、时序分析、驱动能力的设计过程。放大器设计实例以一个常用的运算放大器设计实例，详细地说明各种指标的实现、各种仿真分析的进行过程。设计方法与设计工具介绍—电路仿真介绍集成电路著名而常用的模拟电路仿真软件HSpice，包括HSpice简介、HSpice的特点与结构、HSpice的具体功能、HSpice的流程、HSpice的输入——

3、网单文件、HSpice的输出等。四、练习1.国际公认的_______________________________工具是美国加利福尼亚大学伯克利分校开发的____________程序。答案：模拟电路通用仿真、SPICE2.商用的SPICE软件主要有________、________、________、________与________等。答案：Hspice、Pspice、SBTspice、SmartSPICE、Tspice3.HSPICE是____________公司开发的一个商业化通用电路模拟程序，它可以从_______到高于_______的微

4、波频率范围内，对电路作精确的仿真、分析和优化。答案：Meta-Software、直流、100MHz4.写出MOS管的SPICE元件输入格式与模型输入格式。答案：元件输入格式：M<编号><漏极结点><栅极结点><源极结点><衬底结点><模型名称><宽W><长L>（<插指数M>）例如：M1outin00nmosW=1.2uL=1.2uM=2模型输入格式：.Model<模型名称><模型类型><模型参数>……例如：.MODELNMOSNMOSLEVEL=2LD=0.15UTOX=200.0E-10VTO=0.74KP=8.0E-05+NSUB=5.37E+

5、15GAMMA=0.54PHI=0.6U0=656UEXP=0.157UCRIT=31444+DELTA=2.34VMAX=55261XJ=0.25ULAMBDA=0.037NFS=1E+12NEFF=1.001+NSS=1E+11TPG=1.0RSH=70.00PB=0.58+CGDO=4.3E-10CGSO=4.3E-10CJ=0.0003MJ=0.66CJSW=8.0E-10MJSW=0.24其中，+为SPICE语法，表示续行。5.分压式共射放大电路如图所示。三极管的模型参数为:IS=1E-16,BF=100,RB=100;输入交流信号，幅值

6、为1。求电路的静态工作点，电压放大倍数，输入电阻及输出电阻。设交流分析为线性扫描，频率点数10，起始频率1KHZ，终止频率10KHZ。根据题意编写SPICE程序。答案：*AmplifyingcircuitVS10AC1RS12200C1233.3URB137100KRB23020KQ1435MQRC743.3KRE501KCE5050UC2463.3URL605.1KVCC7012.MODELMQNPN(IS=1E-16BF=100RB=100).OP.ACLIN101K10K.PLOTACV(6)/V(2)V(2)/I(RS)V(6)/I(RL)

7、.END五、实践理想放大器电路设计与仿真1、电路原理图放大器:增加信号幅度或功率的装置，它是自动化技术工具中处理信号的重要元件，其作用是用输入信号控制能源来实现的，放大所需功耗由能源提供。对于线性放大器，输出就是输入信号的复现和增强，对于非线性放大器，输出则与输入信号成一定函数关系。理想放大器:实际运放的开环电压增益非常大，可以近似认为A=∞，此时，有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放模型，简称理想运放。电路原理图如下：图1简化的放大器电路电路说明：用Hspice分析上图简化的放大器的暂态响应，利用电压控制电压源（E:VCVS）模拟简化放大器，

8、其增益为5。另外，利用一峰值为1V,60Hz的正弦输入以一观察节点3的输出波形。2、HSPICE编程：*Macromode