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1、第七章Pspice与器件模型第七章Pspice与器件模型7.1Pspice实例分析7.2器件模型应用复习思考题第七章Pspice与器件模型7.1Pspice实例分析7.1.1Spice简介Spice(SimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis)是美国加州大学伯克利分校以Pederson教授为首的计算机辅助集成电路设计小组开发的，经过不断的完善和改进,从20世纪70年代末开始,Spice向全世界推广。现在,Spice已成为大学、研究机构和公司普遍采用的
2、电路分析程序,甚至把它当作了一种标准。第七章Pspice与器件模型Spice在计算中采用了精确半导体器件模型、稀疏矩阵等技术,在数学和物理上的概念非常清晰并具有很高的精确度,良好的通用性,并能模拟不同类型的电路。但目前Spice还存在以下一些不足:(1)Spice用网表的文本方式输入电路的描述。要构造一个网表,设计者首先要数出电路的所有节点,然后建立文件去描述电路的连接和元件值。为此,用户首先要学会使用计算机的操作系统和文件编辑器,还要掌握各种专用命令。所以开始阶段用户会感到不便。第七章Pspice
3、与器件模型(2)模拟电路要求的精度高,所以Spice中所建模型要精确，模型参数的赋值也必须非常准确，结果造成Spice中某些元件有几十个参数。这里所说的模型参数不同于器件出厂时的手册参数,Spice所给的是反映器件内部物理特性的一些参数。在使用时,要用户自行提供这些参数是很困难的,通常情况下只好用Spice程序的缺省值代替,这往往会导致分析结果不准确。 (3)Spice程序的运行有时会出现不收敛的情况,这就要求用户对被分析的电路工作原理极为熟悉,并仔细地编制网表,恰当地选择时间步长,以避开可能出现的
4、不收敛的情况。第七章Pspice与器件模型7.1.2Pspice简介 Pspice采用与Spice基本相同的计算方法,其输入输出的文件格式也与Spice2的格式一致,应该说是Spice软件的改进版本。与以前的版本相比,它增加了库模型,还新增加了行为模型和蒙特卡罗(容差)分析。Pspice运行于Windows下,其优良的图形界面不但改变了人工编制网表的文本输入方式,也大大降低了电路图输入的工作量。 Pspice和Spice一样,都具有直流分析、交流分析、大信号瞬态分析等功能。Pspice软件主要由以下
5、几个部分组成：第七章Pspice与器件模型(1)电路图输入模块Schematics； (2)电路分析模块Pspice； (3)图示化分析结果查看模块Probe； (4)器件模型参数提取模块Parts。 Pspice适用于分析模拟电路和数字电路,但主要用于模拟电路的分析和波形分析。可分析电路的规模与所使用微机的性能有关,一般可分析具有几百个元器件的电路。第七章Pspice与器件模型输入电路图时必须要有器件库，一般来说Pspice软件本身带有几十种元器件库，也可以通过各种途径(网上)获取一些新的器件库。
6、要注意的是库有两种：一种是符号库，存放的是器件的形状，封装形式等信息，其后缀名是SLB和PLB；还有一种是物理库，包含器件的物理信息，其后缀名是LIB。只有当同时具有这两种库时才可以进行模拟。如：opamp为运算放大器的库，在..lib目录里有opamp.slb和opamp.lib这两种库文件。所以选用opamp库内运放元件构成的电路是可以模拟的。而在lib目录下只有XC4000p.plb这一个库文件，这个库由于没有包含器件物理信息的物理库，是不能用来做模拟的（一般被用来绘制PCB板原理图）。第七
7、章Pspice与器件模型另外，不同工艺线的Spice模型参数会有一些差异，所以在进行电路设计前应先选好要去流片的工艺线，从厂家索取Spice模型文件，并根据这个文件建自己的库。建库要用到Parts程序，具体操作在后面说明。由于无法知道Pspice自带的库采用的工艺，也不能改变它的参数，如MOS晶体管的沟道宽度、长度，双极型晶体管的发射区面积等。所以要进行具体的集成电路设计用系统自带的库是不够的。第七章Pspice与器件模型7.1.3Pspice的使用 用Pspice进行电路模拟，首先应绘制待模拟电路
8、的电原理图。较高版本的电路图输入软件支持层次设计和多页面的设计，可以把元器件用线、总线和端口连接起来。也可以在电路图上放置文字说明、改变器件的属性、用标签来区分连线及总线等。画电路图前先要把需要的库调出，在Options菜单下选中EditorConfiguration子菜单时会弹出一个对话框，利用这个对话框配置好元器件库的路径。配置好库路径后，Pspice会把在设置路径下的所有库都调进来。如果要另外添加或删除库，可以在对话框里单击LibrarySettings，在弹出
