Python仿真模拟电路,
SPICE(Simulation Program for Integrated Circuit Simulation)是1975年由加州大学伯克利分校电子研究实验室开发的功能强大的通用模拟电路模拟器。SPICE顾名思义,由于仿真计算对集成电路的设计非常重要,所以最初主要用于验证集成电路中的电路设计,预测电路的性能。
SPICE模型已经广泛应用于电子设计行业,并衍生出许多不同的版本。最重要的两个是HSPICE和PSPICE。其中Avant公司(现已与Synopsys公司合并)开发的HSPICE运行在工作站和大型机上,主要用于集成电路的设计。另一方面,MicroSim公司(后并入OrCAD公司,OrCAD并入Cadence公司)开发的PSPICE运行在PC上,主要用于PCB板级和系统级设计。
SPICE模型由模型方程和模型参数组成。它基于晶体管、电阻、电容等基本电路元件的工作机理和物理细节。它是基于原理图中各元件连接关系的网络表文件。网络表由一系列子电路组成,用户主要通过相关子电路模块原理图中各元件的SPICE参数来表示各元件的物理和电气特性。参数的充分性和准确性决定了模拟结果的准确性。SPICE模型可以在电路器件级精确模拟系统的工作特性,验证系统的逻辑功能,在集成电路设计中得到了广泛的应用。它可以精确计算系统的静态和动态特性,也可以用于系统级信号完整性分析。
SPICE模型可用于各种类型的电路分析。最主要的有:DC分析包括静态工作点、DC灵敏度、DC传输特性和DC特性的扫描分析;交流分析:包括频率特性和噪声特性分析。瞬态分析包括瞬态响应分析和傅立叶分析;参数扫描:包括参数扫描分析和温度属性分析;蒙特卡罗分析(蒙特卡罗分析);最坏情况分析。
此外,由于SPICE模型还包括器件随温度变化的特性,因此这些分析可以在不同的温度下进行。
SPICE模型技术成熟,模拟精度高,但使用SPICE模型存在一些不可克服的缺点。首先,由于SPTCE模型是晶体管级模型,随着集成电路规模越来越大,即使只做每个管脚的SPICE模型,也必然包含上千个晶体管级器件,所以仿真速度会变慢。其次,由于SPTCE模型涉及集成电路设计的很多细节,一般集成电路厂都不愿意公开提供,限制了它的广泛应用。在这种情况下,应该引入IBIS模型而不是SPICE模型来完成信号完整性分析。
来源:EEFOCUS
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