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《spice应用》课件
03
目前，Spice已经成为了许多虚拟化解决方案的默认 图形协议。
Spice的应用领域
虚拟化平台
Spice常用于虚拟化平台，提供虚 拟机的图形界面，使得用户可以 在远程访问虚拟机时获得与本地 访问相似使用虚拟化技术 来提供计算服务，Spice可以用于 提供虚拟机的图形界面，使得用 户可以在云端运行图形应用程序 。
远程桌面
Spice可以用于远程桌面解决方案 ，使得用户可以在远程访问桌面 时获得与本地访问相似的体验。
Spice的优点和特性
跨平台 高性能 安全性 兼容性
Spice支持多种操作系统和虚拟化平台，可以在不同的平台上使 用。
Spice提供了高效的图形渲染和数据传输机制，使得远程访问虚 拟机的图形界面可以获得较高的性能。
Spice应用
contents
目录
• Spice简介 • Spice的基本原理 • Spice的应用实例 • Spice的未来发展 • 总结与展望
Spice简介
01
Spice的起源和历史
01
Spice起源于20世纪80年代，最初是为了解决远程终 端用户访问主机的图形界面问题而开发的。
02
随着技术的发展，Spice逐渐发展成为一个开源的虚 拟化标准，用于提供虚拟机的图形界面。
扩大应用范围
开源和社区发展有助于扩大Spice的应用范 围，推动其在学术研究、产业应用等领域的 发展。
总结与展望
05
Spice的重要性和影响
技术革新
Spice技术为音频处理领域带来了革新，提供了更高 效、更灵活的音频处理方式。
产业影响
Spice的应用推动了音频处理行业的进步，提高了音 频处理的质量和效率。
Spice技术的标准化和与其他系统的兼容性有待提高。
目前，Spice已经成为了许多虚拟化解决方案的默认 图形协议。
Spice的应用领域
虚拟化平台
Spice常用于虚拟化平台，提供虚 拟机的图形界面，使得用户可以 在远程访问虚拟机时获得与本地 访问相似使用虚拟化技术 来提供计算服务，Spice可以用于 提供虚拟机的图形界面，使得用 户可以在云端运行图形应用程序 。
远程桌面
Spice可以用于远程桌面解决方案 ，使得用户可以在远程访问桌面 时获得与本地访问相似的体验。
Spice的优点和特性
跨平台 高性能 安全性 兼容性
Spice支持多种操作系统和虚拟化平台，可以在不同的平台上使 用。
Spice提供了高效的图形渲染和数据传输机制，使得远程访问虚 拟机的图形界面可以获得较高的性能。
Spice应用
contents
目录
• Spice简介 • Spice的基本原理 • Spice的应用实例 • Spice的未来发展 • 总结与展望
Spice简介
01
Spice的起源和历史
01
Spice起源于20世纪80年代，最初是为了解决远程终 端用户访问主机的图形界面问题而开发的。
02
随着技术的发展，Spice逐渐发展成为一个开源的虚 拟化标准，用于提供虚拟机的图形界面。
扩大应用范围
开源和社区发展有助于扩大Spice的应用范 围，推动其在学术研究、产业应用等领域的 发展。
总结与展望
05
Spice的重要性和影响
技术革新
Spice技术为音频处理领域带来了革新，提供了更高 效、更灵活的音频处理方式。
产业影响
Spice的应用推动了音频处理行业的进步，提高了音 频处理的质量和效率。
Spice技术的标准化和与其他系统的兼容性有待提高。
第8章SPICE模型及仿真
School of Information Science and Engineering, Shandong University
Chapter 8
通过带限AWGN信道的数字传 数字基带传输系统） 输（数字基带传输系统）
Principles of the Communications
School of Information Science and Engineering, Shandong University
Chapter 8
假设接收端采用匹配滤波器， 假设接收端采用匹配滤波器，则
G R ( f ) = H * ( f ) e − j 2 π ft0
t0表示滤波器输出 抽样的时间延迟
在抽样时刻t=t 在抽样时刻 0 ，匹配滤波器输出的信号分量为
y s ( t 0 ) = y s (t ) =∫ =∫ =∫
1 0 .9 0 .8 0 .7 0 .6 0 .5 0 .4 0 .3 0 .2 0 .1 0
Chapter 8
GT ( f )
-4 -3 -2
2
3 − T
2 − T
-1
0
2 T
1
3 T
2
3
4
匹配滤波器H(f)输出的信号分量为 匹配滤波器H(f)输出的信号分量为 H(f)
Eh = ∫
W −W
GT ( f ) df
8.1.2 带限带通信道上的数字 带限带通信道上的数字PAM传输 传输 对PAM 信号 u(t ) = v(t )cos2π fct 对QAM和PSK信号 QAM和PSK信号
u (t ) = vc (t ) cos 2π f c t + vs (t ) sin 2π f c t vc (t ) =
Chapter 8
通过带限AWGN信道的数字传 数字基带传输系统） 输（数字基带传输系统）
Principles of the Communications
School of Information Science and Engineering, Shandong University
Chapter 8
假设接收端采用匹配滤波器， 假设接收端采用匹配滤波器，则
G R ( f ) = H * ( f ) e − j 2 π ft0
t0表示滤波器输出 抽样的时间延迟
在抽样时刻t=t 在抽样时刻 0 ，匹配滤波器输出的信号分量为
y s ( t 0 ) = y s (t ) =∫ =∫ =∫
1 0 .9 0 .8 0 .7 0 .6 0 .5 0 .4 0 .3 0 .2 0 .1 0
Chapter 8
GT ( f )
-4 -3 -2
2
3 − T
2 − T
-1
0
2 T
1
3 T
2
3
4
匹配滤波器H(f)输出的信号分量为 匹配滤波器H(f)输出的信号分量为 H(f)
Eh = ∫
W −W
GT ( f ) df
8.1.2 带限带通信道上的数字 带限带通信道上的数字PAM传输 传输 对PAM 信号 u(t ) = v(t )cos2π fct 对QAM和PSK信号 QAM和PSK信号
u (t ) = vc (t ) cos 2π f c t + vs (t ) sin 2π f c t vc (t ) =
集成电路器件及SPICE模型67页PPT
集成电路器件及SPICE模型
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
51、 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
谢谢！
51、 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
第5章集成电路元器件及其SPICE模型ppt课件
任何电容仅在低于f0的频率上才会起电容作用。 经验准则是让电容工作在f0/3以下。
金属叉指结构电容
优点：不需要额 外的工艺。
特征尺寸急剧降 低，金属线条的 宽度和厚度之比 大大减小，叉指 的侧面电容占主 导地位。
PN结电容
❖ 利用PN结电容的优点也是不需要额外的工艺，但所 实现的电容有一个极性问题。
❖耗尽区
❖反型区
G
Co 沟道 Cdep
Vss
G ++++++
沟道 耗尽层 P型衬底
Vss
（a）物理结构
tox d
Cgb Co 积累区
耗尽区
1.0
反型区
（b）电容与Vgs的函数关系 0.2
0
Vgs
三、集成电感
在集成电路开始出现以后很长一段时间内， 人们一直认为电感是不能集成在芯片上的。因 为那时集成电路工作的最高频率在兆赫量级， 芯片上金属线的电感效应非常小。现在的情况 就不同了，首先，近二十年来集成电路的速度 越来越高，射频集成电路（RFIC）已经有了很 大的发展，芯片上金属结构的电感效应变得越 来越明显。芯片电感的实现成为可能。
在设计电路的时候需要非常准确地 预测出电路的性能。为了做到这一点， 需要对电路尽可能地进行精确的性能分 析（Analysis）。因为集成电路元器件 无法用实物构建，必须首先建立器件模 型，然后对用这些元器件模型所设计的 集成电路进行以分析计算为基础的电路 仿真（Simulation）。
在集成电路的晶体管级仿真方面， SPICE是主要的电路仿真程序，并已成为 工业标准。因此，集成电路设计工程师， 特别是模拟和数字混合信号集成电路设计 工程师必须掌握SPICE的应用。
金属叉指结构电容
优点：不需要额 外的工艺。
特征尺寸急剧降 低，金属线条的 宽度和厚度之比 大大减小，叉指 的侧面电容占主 导地位。
PN结电容
❖ 利用PN结电容的优点也是不需要额外的工艺，但所 实现的电容有一个极性问题。
❖耗尽区
❖反型区
G
Co 沟道 Cdep
Vss
G ++++++
沟道 耗尽层 P型衬底
Vss
（a）物理结构
tox d
Cgb Co 积累区
耗尽区
1.0
反型区
（b）电容与Vgs的函数关系 0.2
0
Vgs
三、集成电感
在集成电路开始出现以后很长一段时间内， 人们一直认为电感是不能集成在芯片上的。因 为那时集成电路工作的最高频率在兆赫量级， 芯片上金属线的电感效应非常小。现在的情况 就不同了，首先，近二十年来集成电路的速度 越来越高，射频集成电路（RFIC）已经有了很 大的发展，芯片上金属结构的电感效应变得越 来越明显。芯片电感的实现成为可能。
在设计电路的时候需要非常准确地 预测出电路的性能。为了做到这一点， 需要对电路尽可能地进行精确的性能分 析（Analysis）。因为集成电路元器件 无法用实物构建，必须首先建立器件模 型，然后对用这些元器件模型所设计的 集成电路进行以分析计算为基础的电路 仿真（Simulation）。
在集成电路的晶体管级仿真方面， SPICE是主要的电路仿真程序，并已成为 工业标准。因此，集成电路设计工程师， 特别是模拟和数字混合信号集成电路设计 工程师必须掌握SPICE的应用。
《SPICE电路分析》PPT课件
h
18
4、取放元器件 完成元器件库配置后，点击“完成”按钮，屏
幕上将出现电路图编辑窗口（Page Editor）。
Rb 36 0k
Rc
2k
C 2 O ut
10 U
12 V
C1 Q1
10 U Vs
Q 2N 2222
RL Vcc 2k
0
例如画一张基本放大电路，取放元器件的方法如下：
h
19
（1）在电路图编辑窗口下，启动Place/Pபைடு நூலகம்rt命令，或按窗口右侧对应的绘图工具快捷 键 ，幕上出现元器件符号选择框。
（2） 在列表框里点击所需元器件所在的符号库名。 （3）在图2.2.7的元器件列表框中通过右侧滚动条找到所需元器件符号名，点击之， 该符号的图形即显示在预览框中。
（4）点击OK键，该元器件即被调至电路图中。
也可以Part框中健入器 件名
还可以搜索所需
器件
h
20
5、取放电源与接地符号 （1）取放电源符号
N
Y 电路设计结束
h
4
教学版库文件介绍
Eval.lib 半导体器件、运放和逻辑单元
Breakout.lib 要考虑参数发生变化的元器件符号应 采用此库中的
Analog.lib 和Analog_p.lib 常用的无源元器件符 号
Source.lib 各种电源符号 Sourcestm.lib 需要调用激励信号波形生成模块
元器件设置不符合要求时，可对元器件参数进行编辑。
(1).元器件群的参数编辑。选中所有要编辑的元器件。然后点 击鼠标右键，调出快捷菜单，选择执行Edit Properties 命令， 即可开启该元器件群的属性编辑对话框，点击对话框左下方的 Part按钮，便可更改各元器件的名称和参数。
集成电路器件及SPICE模型
修正模型参数
根据对比结果，对SPICE模型的参数进行修正，减小误差。
验证模型准确性
通过多次修正和验证，确保SPICE模型能够准确模拟集成电路的性 能。
04
CATALOGUE
SPICE模型在集成电路设计中的应用
基于SPICE模型的电路仿真
模拟电路行为
SPICE模型能够描述电路中各个元 件的电气特性，通过仿真可以预 测电路在不同条件下的工作状态 和性能。
基于SPICE模型的集成电路可靠性分析
预测可靠性
基于SPICE模型的可靠性分析可以预测集成电路在不同环境和工 作条件下的性能退化和失效情况。
可靠性设计和优化
根据可靠性分析结果，设计师可以对集成电路进行针对性的可靠 性设计和优化，提高产品的可靠性和寿命。
失效分析
在集成电路失效分析中，SPICE模型可以辅助定位失效部位和原 因，为失效机理研究和改进设计提供依据。
根据集成电路的实际参数，如电阻阻值、电容容量、电感 感量、二极管和晶体管的电气特性等，设定SPICE模型的 参数值。
建立电路图
使用SPICE电路图编辑器，根据集成电路的电路图，绘制 对应的SPICE电路图。
集成电路器件的SPICE模型参数提取
01
测量电路性能
通过实际测量集成电路的输入输 出电压、电流等性能指标，验证 SPICE模型的准确性。
05
CATALOGUE
SPICE模型在集成电路制造中的应用
基于SPICE模型的制造工艺仿真
模拟电路行为
优化设计参数
在设计阶段，SPICE模型可用于优化电路元件的参 数，提高电路性能和稳定性。
通过SPICE模型，可以模拟集成电路在不同 工作条件下的行为，预测其性能和功能。
根据对比结果，对SPICE模型的参数进行修正，减小误差。
验证模型准确性
通过多次修正和验证，确保SPICE模型能够准确模拟集成电路的性 能。
04
CATALOGUE
SPICE模型在集成电路设计中的应用
基于SPICE模型的电路仿真
模拟电路行为
SPICE模型能够描述电路中各个元 件的电气特性，通过仿真可以预 测电路在不同条件下的工作状态 和性能。
基于SPICE模型的集成电路可靠性分析
预测可靠性
基于SPICE模型的可靠性分析可以预测集成电路在不同环境和工 作条件下的性能退化和失效情况。
可靠性设计和优化
根据可靠性分析结果，设计师可以对集成电路进行针对性的可靠 性设计和优化，提高产品的可靠性和寿命。
失效分析
在集成电路失效分析中，SPICE模型可以辅助定位失效部位和原 因，为失效机理研究和改进设计提供依据。
根据集成电路的实际参数，如电阻阻值、电容容量、电感 感量、二极管和晶体管的电气特性等，设定SPICE模型的 参数值。
建立电路图
使用SPICE电路图编辑器，根据集成电路的电路图，绘制 对应的SPICE电路图。
集成电路器件的SPICE模型参数提取
01
测量电路性能
通过实际测量集成电路的输入输 出电压、电流等性能指标，验证 SPICE模型的准确性。
05
CATALOGUE
SPICE模型在集成电路制造中的应用
基于SPICE模型的制造工艺仿真
模拟电路行为
优化设计参数
在设计阶段，SPICE模型可用于优化电路元件的参 数，提高电路性能和稳定性。
通过SPICE模型，可以模拟集成电路在不同 工作条件下的行为，预测其性能和功能。
SPICE的器件模型..
SPICE的器件模型在介绍SPICE基础知识时介绍了最复杂和重要的电路描述语句，其中就包括元器件描述语句。
许多元器件（如二极管、晶体管等）的描述语句中都有模型关键字，而电阻、电容、电源等的描述语句中也有模型名可选项，这些都要求后面配以.MODEL起始的模型描述语句，对这些特殊器件的参数做详细描述。
电阻、电容、电源等的模型描述语句语句比较简单，也比较容易理解，在SPICE基础中已介绍，就不再重复了；二极管、双极型晶体管的模型虽也做了些介绍，但不够详细，是本文介绍的重点，以便可以自己制作器件模型；场效应管、数字器件的模型过于复杂，太专业，一般用户自己难以制作模型，只做简单介绍。
元器件的模型非常重要，是影响分析精度的重要因素之一。
但模型中涉及太多图表，特别是很多数学公式，都是在WORD下编辑后再转为JEPG图像文件的，很繁琐和耗时，所以只能介绍重点。
一、二极管模型：1.1 理想二极管的I-V特性：1.2 实际硅二极管的I-V特性曲线：折线1.3 DC大信号模型：1.4 电荷存储特性：1.5 大信号模型的电荷存储参数Qd：1.6 温度模型：1.7 二极管模型参数表：二、双极型晶体管BJT模型：2.1 Ebers-Moll静态模型：电流注入模式和传输模式两种2.1.1 电流注入模式：2.1.2 传输模式：2.1.3 在不同的工作区域，极电流Ic Ie的工作范围不同，电流方程也各不相同：2.1.4 Early效应：基区宽度调制效应2.1.5 带Rc、Re、Rb的传输静态模型：正向参数和反向参数是相对的，基极接法不变，而发射极和集电极互换所对应的两种状态，分别称为正向状态和反向状态，与此对应的参数就分别定义为正向参数和反向参数。
2.2 Ebers-Moll大信号模型：2.3 Gummel-Pool静态模型：2.4 Gummel-Pool大信号模型：拓扑结构与Ebers-Moll大信号模型相同，非线性存储元件电压控制电容的方程也相同2.5 BJT晶体管模型总参数表：三、金属氧化物半导体晶体管MOSFET模型：3.1 一级静态模型：Shichman-Hodges模型3.2 二级静态模型（大信号模型）：Meyer模型3.2.1 电荷存储效应：3.2.2 PN结电容：3.3 三级静态模型：3.2 MOSFET模型参数表：一级模型理论上复杂，有效参数少，用于精度不高场合，迅速粗略估计电路二级模型可使用复杂程度不同的模型，计算较多，常常不能收敛三级模型精度与二级模型相同，计算时间和重复次数少，某些参数计算比较复杂四级模型BSIM，适用于短沟道（<3um）的分析，Berkley在1987年提出四、结型场效应晶体管JFET模型：基于Shichman-Hodges模型4.1 N沟道JFET静态模型：4.2 JFET大信号模型：4.3 JFET模型参数表：五、GaAs MESFET模型：分两级模型（肖特基结作栅极）GaAs MESFET模型参数表：六、数字器件模型：6.1 标准门的模型语句：.MODEL <(model)name> UGATE [模型参数] 标准门的延迟参数：6.2 三态门的模型语句：.MODEL <(model)name> UTGATE [模型参数]三态门的延迟参数：6.3 边沿触发器的模型语句：.MODEL <(model)name> UEFF [模型参数]边沿触发器参数：JKFF nff preb,clrb,clkb,j*,k*,g*,gb* JK触发器，后沿触发DFF nff preb,clrb,clk,d*,g*,gb* D触发器，前沿触发边沿触发器时间参数：6.4 钟控触发器的模型语句：.MODEL <(model)name> UGFF [模型参数]钟控触发器参数：SRFF nff preb,clrb,gate,s*,r*,q*,qb* SR触发器，时钟高电平触发DLTCH nff preb,clrb,gate,d*,g*,gb* D触发器，时钟高电平触发钟控触发器时间参数：6.5 可编程逻辑阵列器件的语句：U <name> <pld type> (<#inputs>,<#outputs>) <input_node>* <output_node># +<(timing model)name> <(io_model)name> [FILE=<(file name) text value>]+[DATA=<radix flag>$ <program data>$][MNTYMXDLY=<(delay select)value>] +[IOLEVEL=<(interface model level)value>]其中：<pld type>列表<(file name) text value> JEDEC格式文件的名称，含有阵列特定的编程数据JEDEC文件指定时，DATA语句数据可忽略<radix flag> 是下列字母之一：B 二进制 O 八进制 X 十六进制<program data> 程序数据是一个数据序列，初始都为0PLD时间模型参数：七、数字I/O接口子电路：数字电路与模拟电路连接的界面节点，SPICE自动插入此子电路子电路名（AtoDn和DtoAn）在I/O模型中定义，实现逻辑状态与电压、阻抗之间的转换。
第6章 集成电路器件及SPICE模型
I D + V S I IDS O G I S + V D VGS V VTP
G
O (b) PMOS
I IDS
VTN V (a) NMOS
VGS
图6.2
Ron
栅漏短接的MOS有源电阻及其I-V曲线
VGS
2t V L V ox I n ox W (V VTN )2
直流电阻 Ron>交流电阻 rds
3
图6.1 简单长导线的寄生模型
不同材料的串联寄生电阻值不同 : 金属（铜、铝）的典型值为0.05Ω/□; 多晶硅的典型值为10～15Ω/□; 扩散区的典型值为20～30Ω/□;
4
图6.2 简单并联寄生电容 单位长度电容计算经验公式：
0.25 0.5 w w w C 0.77 1.06 1.06 h h h
随着工作频率的增加，一些诸如互连线的IC 元件的尺寸变得很大，以致它们可以与传输 信号的波长相比。这时，集总元件模型就不 能有效地描述那些大尺寸元件的性能，应该 定义为分布元件。
20
2. 微带线
微带线是一根带状导线(信号线)，与地平面之间用一种 电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距 离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
kT Vt q
VD n V t I D IS e 1
IS JS A
m
Is:饱和电流 JS:工艺参数 A:结的截面积
VD C j C j0 1 V 0
_
Cd
dI τI dQ τT D T D dVD dVD n Vt
23
3. 共面波导(CPW)---微波平面传输线
G
O (b) PMOS
I IDS
VTN V (a) NMOS
VGS
图6.2
Ron
栅漏短接的MOS有源电阻及其I-V曲线
VGS
2t V L V ox I n ox W (V VTN )2
直流电阻 Ron>交流电阻 rds
3
图6.1 简单长导线的寄生模型
不同材料的串联寄生电阻值不同 : 金属（铜、铝）的典型值为0.05Ω/□; 多晶硅的典型值为10～15Ω/□; 扩散区的典型值为20～30Ω/□;
4
图6.2 简单并联寄生电容 单位长度电容计算经验公式：
0.25 0.5 w w w C 0.77 1.06 1.06 h h h
随着工作频率的增加，一些诸如互连线的IC 元件的尺寸变得很大，以致它们可以与传输 信号的波长相比。这时，集总元件模型就不 能有效地描述那些大尺寸元件的性能，应该 定义为分布元件。
20
2. 微带线
微带线是一根带状导线(信号线)，与地平面之间用一种 电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距 离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
kT Vt q
VD n V t I D IS e 1
IS JS A
m
Is:饱和电流 JS:工艺参数 A:结的截面积
VD C j C j0 1 V 0
_
Cd
dI τI dQ τT D T D dVD dVD n Vt
23
3. 共面波导(CPW)---微波平面传输线
Spice软件使用图解参考幻灯片
28
F
XC
（12）运行Probe程序显示波形图
29
F
XC
（12）运行Probe程序显示波形图
30
F
XC
（12）运行Probe程序显示波形图
31
F
XC
（12）运行Probe程序显示波形图
32
F
XC
（12）运行Probe程序显示波形图
33
F
XC
（12）运行Probe程序显示波形图
34
10
F
XC
（6）编辑元件参数
11
F
XC
（6）编辑元件参数
12
F
XC
（6）编辑元件参数
13
F
XC
（6）编辑元件参数
14
F
XC
（6）编辑导线标记
15
F
XC
（6）编辑导线标记
16
F
XC
（6）编辑导线标记
17
F
XC
（6）编辑导线标记
18
F
XC
（7）电路规则检查
19
F
XC
（8）输入电路图文件名
F
PSPICE软件使用图解
XC
浙江大学电工电子教学中心 傅晓程
1
F
XC
（1）程序运行
2
F XC
（2）电路图编辑窗口
3
F
XC
（3）放置元器件
4
F
XC
（3）放置元器件
5
F
XC
（3）放置元器件
6
F
XC
（4）元器件旋转
7
F
XC
（4）元器件旋转
第二章10SPICE模型及仿真
n X( f ) x f n T n 0
其中
n 1 xn X T0 T0 T0
Copyrights Zhu Weihong
Fourier Transforms (傅立叶变换)
Note 4:
(t ) 1
co s 2 f 0 t 1 2 ( f f 0 ) ( f f 0 ) sin 2 f 0 t 21 j ( f f 0 ) ( f f 0 ) t sin c 2 f sg n t 1 / j f
0 0
和
x(t) xnej20t
n
Copyrights Zhu Weihong
Fourier Series (傅立叶级数)
Note 3: xn xn e
j xn
. xn
n次谐波的振幅
∠xn 是其相位. 它们都是离散谱. (Figure2.1).
Note 4: 若x(t) 是实信号, 则
x n xn
对周期实信号x(t), 正负系数呈共轭关系因此, 偶对称 ， ∠xn 关于n=0奇对称.
xn
关于n=0
Copyrights Zhu Weihong
Fourier Series (傅立叶级数)
Note 5: 三角级数展开。 对实信号 x(t)
a n n 0 x ( t ) a c o s ( 2 t ) b s i n ( 2 t ) n n 2n T T 1 0 0
G () f F R X () f x x
2
频域分析
其中
n 1 xn X T0 T0 T0
Copyrights Zhu Weihong
Fourier Transforms (傅立叶变换)
Note 4:
(t ) 1
co s 2 f 0 t 1 2 ( f f 0 ) ( f f 0 ) sin 2 f 0 t 21 j ( f f 0 ) ( f f 0 ) t sin c 2 f sg n t 1 / j f
0 0
和
x(t) xnej20t
n
Copyrights Zhu Weihong
Fourier Series (傅立叶级数)
Note 3: xn xn e
j xn
. xn
n次谐波的振幅
∠xn 是其相位. 它们都是离散谱. (Figure2.1).
Note 4: 若x(t) 是实信号, 则
x n xn
对周期实信号x(t), 正负系数呈共轭关系因此, 偶对称 ， ∠xn 关于n=0奇对称.
xn
关于n=0
Copyrights Zhu Weihong
Fourier Series (傅立叶级数)
Note 5: 三角级数展开。 对实信号 x(t)
a n n 0 x ( t ) a c o s ( 2 t ) b s i n ( 2 t ) n n 2n T T 1 0 0
G () f F R X () f x x
2
频域分析
第七章 集成电路器件及SPICE模型
MOS结构电容
a a + + + + + + + + + 1.0 Co 沟道 Cdep 沟道 耗尽层 p型衬底 Vss Vss （a） （b） Vgs d tox Cgb Co 0.2 积累区 耗尽区 反型区
MOS电容 (a)物理结构 (b)电容与Vgs的函数关系
MOS结构电容
Cox Cox Í µ µ Æ
l ' / 4
集总元件
由于尺寸的小型化，几乎所有集成电路的有 源元件都可认为是集总元件。前面讨论的无 源元件也可作为集总元件来处理； 随着工作频率的增加，使得一些诸如互连线 的IC元件的尺寸可以与传输信号的波长相比； 这时，集总元件模型就不能有效地描述那些 大尺寸元件的性能，应该定义为分布元件。
2
MIM电容
电容模型等效电路：
固有的自频率：
f0
1 2 LC
金属叉指结构电容
MOS结构电容
平板电容和PN结电容都不相同，MOS核心部分，即 金属-氧化物-半导体层结构的电容具有独特的性质。
它的电容-电压特性取决于半导体表面的状态。
随着栅极电压的变化，表面可处于： 积累区 耗尽区 反型区
有源电阻
I D + V S I IDS I O G S + V D (b) VGS V VTP
G
O
I IDS
VTN V (a)
VGS
MOS有源电阻及其I-V曲线
2t ox L V V 直流电阻： Ron︱VGS=V ＝ I n ox W (V VTN ) 2
交流电阻：
mos的spice建模PPT课件
（1）阈值电压的半经验公式
φ η γφ φ V T H V F B 2 F 8 .1 C O 1 L 5 3 X 20 2F S2 F V B S F N 2 F V BS
式中，η是模拟静电反馈效应的经验模型参数， FS为短沟道效应的校正因子。
精选PPT课件
15
MOS3 模型
（1）阈值电压的半经验公式 在MOS3中采用改进的梯形耗尽层模型，考虑了圆柱
精选PPT课件
7
MOS器件二阶效应
（2）静电反馈效应
随着VDS的增加，在漏区这一边的耗尽层宽度会有所增加，这时漏区 和源区的耗尽层宽度WD和WS分别为：
W DXD 2φ FVBSVDS
WSXD 2φFVBS
上式中，
XD
2εSi
qNSUB
，因此γS修正为：
γ γ γ S 1 1 2 L 0 X 2 jL D 1 2 X W j D 1 1 2 X W jS 1 1 α D α S
（1）短沟和窄沟对阈值电压的影响；（6）漏感应引起位垒下降；
（2）横向和纵向的非均匀掺杂； （7）沟道长度调制效应；
（3）垂直场引起的载流子迁移率下降（8）衬底电流引起的体效应，
（4）体效应；
（9）次开启导电问题；
（5）载流子速度饱和效应；
（10）漏／源寄生电阻。
精选PPT课件
23
短沟道MOS场效应管BSIM3模型
阈值电压
（1）垂直方向非均匀掺杂
V T V H T K 0 1 S V B S S K 2 V BS
（2）横向非均匀掺杂
V T H V T 0 K 1 S V B SS K 2 V B K S 1 1 2 L L e X f N f D N A N S A 1 S
SPICE电路模拟二PPT课件
SPICE电路模拟
第二章、SPICE程序结构
张志亮
2021/3/9
授课：XXX
1
SPICE程序结构
标题
控制选项叙述(.OPTIONS)
分析需求的描述(.OP，.DC等)
输出叙述(.PRINT，.PLOT等)
电路结构的描述(电压源，电阻，电容，MOS等)
参数、器件模型与子电路的描述 (.PARAM，.MODEL，.SUBCKT等)
• 电阻的详细语法格式：
• 电阻值的计算P45（没有TCE的定义） • 以节点n1到节点n2为电流的正方向
2021/3/9
授课：XXX
11
电阻示例
(1)R1 1 2 5K
(2)R1 1 2 5K TC1=0.01TC2=0.02
(3)R1 +
1
2
5K
TC1=0.01 TC2=0.02
2021/3/9
3. 蒙特卡罗分析 (1) DEC 十倍频程变量(变量按十倍频程规律变化进行扫描) (2) OCT 倍频程变量(变量按倍频程规律变化进行扫描)
(3) LIN 线性变量(变量按线性规律变化进行扫描)
4. 优化
(4) POI 参数点表(按所列参数点表进行扫描)
np：以上述指定类型变化的点的数目
2021/3/9
2021/3/9
授课：XXX
25
.OP直流工作点分析（P3、P56、J31）
.OP <format> <time> <format> <time>
format：
ALL 提供全部工作点值，包括电压、电流、电导和电容等值。
BRIEF 每一个元件都产生一行电压、电流和功率值，电流单位是 mA ，功率单位是 mw。
第二章、SPICE程序结构
张志亮
2021/3/9
授课：XXX
1
SPICE程序结构
标题
控制选项叙述(.OPTIONS)
分析需求的描述(.OP，.DC等)
输出叙述(.PRINT，.PLOT等)
电路结构的描述(电压源，电阻，电容，MOS等)
参数、器件模型与子电路的描述 (.PARAM，.MODEL，.SUBCKT等)
• 电阻的详细语法格式：
• 电阻值的计算P45（没有TCE的定义） • 以节点n1到节点n2为电流的正方向
2021/3/9
授课：XXX
11
电阻示例
(1)R1 1 2 5K
(2)R1 1 2 5K TC1=0.01TC2=0.02
(3)R1 +
1
2
5K
TC1=0.01 TC2=0.02
2021/3/9
3. 蒙特卡罗分析 (1) DEC 十倍频程变量(变量按十倍频程规律变化进行扫描) (2) OCT 倍频程变量(变量按倍频程规律变化进行扫描)
(3) LIN 线性变量(变量按线性规律变化进行扫描)
4. 优化
(4) POI 参数点表(按所列参数点表进行扫描)
np：以上述指定类型变化的点的数目
2021/3/9
2021/3/9
授课：XXX
25
.OP直流工作点分析（P3、P56、J31）
.OP <format> <time> <format> <time>
format：
ALL 提供全部工作点值，包括电压、电流、电导和电容等值。
BRIEF 每一个元件都产生一行电压、电流和功率值，电流单位是 mA ，功率单位是 mw。
SPICE电路仿真软件应用入门PPT课件
品中是十分难得的。 认识一下
3.System View电子系统仿真软件。
5
EWB电路设计仿真工作站介绍
6
Multisim 2001电路仿真软件介绍
产品界面
7
Multisim 2001电路仿真软件介绍
8
TINA电路设计仿真软件介绍
9
1.5 本次学习的目的要求
1.能够用PSPICE正确地绘制电路原理图。 2.能基本正确地进行仿真设置，并得到
3
1. 电路仿真的意义和作用
1.3 电路仿真的主要作用
1.验证电路设计方案的正确性； 2.优化电路设计； 3.电路性能的模拟测试等。
4
1.4 仿真软件介绍
目前比较流行的电路仿真软件主要有
1.PSPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)电 路仿真软件。
R_R3
1.000E+04 4.282E-06
4.282E-04
R_R1
1.000E+05 -6.925E-07 -6.925E-04
R_R4
1.000E+02 2.914E-12
2.914E-12
V_V3
0.000E+00 0.000E+00
0.000E+00
V_V2
1.200E+01 -9.939E-01
30
附录：仿真电路练习题
1. cfqi 乘法器 2 . fa3 负反馈放大器 3. fa3-H 红外感应开关1 4 . FBSG 互补振荡电路 5. FDZ 放大子电路 6. FDZ2 放大块 7. fzqi 负阻振荡器8. gz 高频振荡器 9. hwx红外感应开关0 10. lb 滤波器 11. LB0滤波子电路 12. LB1滤器块 13. lba喇叭分频器 14. LM324 LB运放带宽滤波器 15. LM324 运放方波发生器 16. sd 双灯闪光电路 17. T5 耦合电路18. T 7 运放振荡电路 19. wy 稳压管测试电路 20. wydy 滤波电路设计 21. why 信号源 22. wyq 微音器 23. fa3-H2 红外感应开关 24.ycsb 亚超声波开关 25. T6 选频放大器
集成电路器件及SPICE模型通用课件
晶体管SPICE模型包括基极、集电极 和发射极的电流电压关系，以及不同 工作区的特性，用于模拟晶体管在电 路中的行为。
场效应管的SPICE模型
场效应管SPICE模型是模拟场效应管特性的数学模型。
场效应管SPICE模型包括沟道电流、阈值电压等参数，用于模拟场效应管在电路 中的行为。
集成电路器件SPICE模型的参数提取与优化
异构集成与三维集成中的SPICE模型挑战
随着集成电路技术的发展，异构集成和三维集成已经成为趋势。在异构集成和三维集成中， 不同材料和器件之间的相互作用和耦合效应更加复杂，因此需要更加精细的SPICE模型来模 拟。
现有的SPICE模型主要是针对单一器件或单一材料的仿真而设计的，因此在异构集成和三维 集成中需要进行改进和扩展。这需要研究新的建模方法和参数提取技术，以适应不同材料和 器件之间的耦合效应。
电阻器
电阻器是限流元件，用于调节 电路中的电流和电压，分为线 绕、薄膜和厚膜电阻器等类型。
电容器
电容器是储能元件，用于隔直、 滤波和旁路等作用，分为陶瓷、
薄膜和电解电容器等类型。
集成电路器件的工作原理
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管利用载流子的扩散与漂移运动 控制电流，具有电流放大作用。
二极管工作原理
优化设计
基于SPICE模型的仿真结果，可以对 电路设计进行优化，改进电路的性能 指标，降低功耗和提高稳定性。
元件匹配与版图布局
元件匹配
SPICE模型可以模拟元件之间的匹配 情况，帮助设计者找到元件的最佳配 置，以确保电路性能的稳定。
版图布局
利用SPICE模型进行版图布局的模拟， 可以预测元件之间的耦合效应和信号 干扰，从而优化版图设计。
VS
效率
场效应管的SPICE模型
场效应管SPICE模型是模拟场效应管特性的数学模型。
场效应管SPICE模型包括沟道电流、阈值电压等参数，用于模拟场效应管在电路 中的行为。
集成电路器件SPICE模型的参数提取与优化
异构集成与三维集成中的SPICE模型挑战
随着集成电路技术的发展，异构集成和三维集成已经成为趋势。在异构集成和三维集成中， 不同材料和器件之间的相互作用和耦合效应更加复杂，因此需要更加精细的SPICE模型来模 拟。
现有的SPICE模型主要是针对单一器件或单一材料的仿真而设计的，因此在异构集成和三维 集成中需要进行改进和扩展。这需要研究新的建模方法和参数提取技术，以适应不同材料和 器件之间的耦合效应。
电阻器
电阻器是限流元件，用于调节 电路中的电流和电压，分为线 绕、薄膜和厚膜电阻器等类型。
电容器
电容器是储能元件，用于隔直、 滤波和旁路等作用，分为陶瓷、
薄膜和电解电容器等类型。
集成电路器件的工作原理
双极型晶体管工作原理
双极型晶体管利用载流子的扩散与漂移运动 控制电流，具有电流放大作用。
二极管工作原理
优化设计
基于SPICE模型的仿真结果，可以对 电路设计进行优化，改进电路的性能 指标，降低功耗和提高稳定性。
元件匹配与版图布局
元件匹配
SPICE模型可以模拟元件之间的匹配 情况，帮助设计者找到元件的最佳配 置，以确保电路性能的稳定。
版图布局
利用SPICE模型进行版图布局的模拟， 可以预测元件之间的耦合效应和信号 干扰，从而优化版图设计。
VS
效率
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4）考虑了模型参数和温度的关系。
5）根据横向和纵向双极晶体管的不同，考虑了外延 层电荷存储引起的准饱和效应。
C rC
ILC
B
B
rBB ILE
C IEC
βR
ICC
βF
E
rE
E
ICT=ICC-IEC
Cjx
r
B rBB B
C
C
rC C
+ V +
Cjs
V r C
-
(gmFV-gmRV)
一、MOS场效应晶体管模型发展
❖理想情况下，要找到一个精确描述器件在所有 情况下行为的模型也许并不难。
❖现实中，如果一个模型预测得到的性能与实际 测量得到的性能之间的误差保持在百分之几之内 就已经令人满意了。
❖Hspice为使用者提供了43种MOS管模型以供选 择，SmartSpice公开支持的MOS管模型也有十 多种。
❖SPICE中将MOS场效应管模型分成不同级别， 并用变量LEVEL来指定所用的模型。
1）LEVEL＝1
级别为1的MOS管模型又称MOS1模型，这是 最简单的模型，适用于手工计算。MOS1模型是 MOS晶体管的一阶模型，描述了MOS管电流 电压的平方率特性，考虑了衬底调制效应和沟 道长度调制效应，适用于精度要求不高的长沟 道MOS晶体管。
VCE VBE VBC
尽管NPN（或PNP）晶体管可以设想 为在两个N（或P）沟道层之间夹着一个P （或N）型区的对称型三层结构。然而， 根据第4章介绍的双极型晶体管版图可知， NPN（或PNP）晶体管的集电区与发射区 的形状及掺杂浓度都不一样，从而导致了 αR与αF的巨大差别，因此这两个电极不能 互换。
CBC
B rB CBE
C
rC
IBC
βR
IBE
βF
r
B rBB B
C + V -
Cjs
+
C
V r
-
(gmFV-gmRV)
E
IBE-IBC
rE
E
C rC
C
r0
Cjs
EM小信号等效电路
rE E
EM2模型
双极型晶体管部分模型参数在SPICE中的符号名称
参数名
饱和电流 理想最大正向电流增益 理想最大反向电流增益 正向厄利（欧拉）电压 反向厄利（欧拉）电压 基极-发射极结梯度因子 基极-集电极结梯度因子 衬底结指数因子 基极-发射极内建电势 基极-集电极内建电势 衬底结内建电势
当MOS器件的栅长和栅宽大于10µm、衬底 掺杂低，而我们又需要一个简单的模型时，那 么由Shichman和Hodges提出的MOS1模型是 适合的。
2）LEVEL＝2 LEVEL＝2的MOS2模型在MOS1模型基础上考 虑了一些二阶效应，提出了短沟道或窄沟道MOS 管的模型，又被称为二维解析模型。
g0
E rE E
MOS场效应晶体管及其SPICE模型
MOS场效应晶体管是是现代集成电路中最常 用的器件。MOS管的结构尺寸不断缩小已经到 了深亚微米甚至纳米范围，多维的物理效应和 寄生效应使得对MOS管的模型描述带来了困难。 显然模型越复杂，模型参数越多，其模拟的精 度越高，但高精度与模拟的效率发生矛盾。
公式中符号
IS αF αR VAF VAR mE mC ms VE0 V C0 V S0
SPICE中符 号 IS BF BR VAF
VAR MJE MJC MJS VJE VJC VJS
单位
A － － V V － － － V V V
SPICE默认 值
10－16 100
1 ∞ ∞ 0.33 0.33 0.0 0.75 0.75 0.75
二极管的电路模型
+V
VD V ID RS
+
RS
ID
I
S
exp
VD nVt
1ห้องสมุดไป่ตู้
VD -
ID
Cj
Cd
Vt
kT q
_
IS JSA
在高频下，PN结的势垒电容Cj和扩散电容Cd 变得很重要。
势垒电容Cj计算表达式为：
m
Cj
C j01
VD V0
扩散电容Cd计算表达式为：
Cd
dQ dVD
τT
dI D dVD
τT I D
n Vt
二极管模型参数对照表
参数名
饱和电流 发射系数 串联体电阻 渡越时间 零偏置时的势垒
电容 梯度因子
PN结内建势垒
公式中符号
IS n RS τT Cj0 m V0
SPICE中符号
IS N RS TT CJ0 M VJ
单位
A Ω Sec F V
SPICE中缺省 值
1.0E-14 1 0 0
0
0.5
1
二极管的噪声模型
热噪声：
In2
4kTA RS
闪烁（1/f）噪声和散粒噪声：
In2
KF I D AF
1 f
2qID
双极型晶体管及其SPICE模型
Ebers-Moll （ 即 EM ） 模 型 和 Gummel-Poon （即GP）模型是SPICE中的最常用的双极型晶 体管模型。这两种模型均属于物理模型，其模 型参数能较好地反映物理本质并且易于测量， 便于理解和使用。
二极管及其SPICE模型
❖PN结是微电子器件的基本结构之一，集成电 路和半导体器件的大多数特性都是PN结相互作 用的结果。如果通过某种方法使半导体中一部 分区域为P型，另一部分区域为N型，则在其交 界面就形成了PN结。 ❖一般的二极管就是由一个PN结构成的，以PN 结构成的二极管的最基本的电学行为是具有单 向导电性，这在实际中有非常大的用处。
二、双极型晶体管的GP模型
GP模型在以下几方面对EM2模型作了改进：
1）GP直流模型反映了集电结上电压的变化引起有效 基区宽度变化的基区宽度调制效应，改善了输出电导、 电流增益和特征频率；反映了共射极电流放大倍数β 随电流和电压的变化。
2）GP小信号模型考虑了正向渡越时间τF随集电极电 流IC的变化，解决了在大注入条件下由于基区展宽效 应使特征频率fT和IC成反比的特性。 3）考虑了大注入效应，改善了高电平下的伏安特性。
MOS2模型考虑的二阶效应主要包括： （1）沟道长度对阈值电压的影响 （2）漏栅静电反馈效应对阈值电压的影响 （3）沟道宽度对阈值电压的影响 （4）迁移率随表面电场的变化 （5）沟道夹断引起的沟道长度调制效应 （6）载流子漂移速度限制而引起的电流饱和效应
一、双极型晶体管的EM模型
VBC IB +
B +
VBE -
C IC
IR
IF
IE E
IC
IS
exp
VBE Vt
1
IS
R
exp
VBC Vt
1
aFIF
IE
IS
F
exp
VBE Vt
1
IS
exp
VBC Vt
1
aRIR I B I C I E
5）根据横向和纵向双极晶体管的不同，考虑了外延 层电荷存储引起的准饱和效应。
C rC
ILC
B
B
rBB ILE
C IEC
βR
ICC
βF
E
rE
E
ICT=ICC-IEC
Cjx
r
B rBB B
C
C
rC C
+ V +
Cjs
V r C
-
(gmFV-gmRV)
一、MOS场效应晶体管模型发展
❖理想情况下，要找到一个精确描述器件在所有 情况下行为的模型也许并不难。
❖现实中，如果一个模型预测得到的性能与实际 测量得到的性能之间的误差保持在百分之几之内 就已经令人满意了。
❖Hspice为使用者提供了43种MOS管模型以供选 择，SmartSpice公开支持的MOS管模型也有十 多种。
❖SPICE中将MOS场效应管模型分成不同级别， 并用变量LEVEL来指定所用的模型。
1）LEVEL＝1
级别为1的MOS管模型又称MOS1模型，这是 最简单的模型，适用于手工计算。MOS1模型是 MOS晶体管的一阶模型，描述了MOS管电流 电压的平方率特性，考虑了衬底调制效应和沟 道长度调制效应，适用于精度要求不高的长沟 道MOS晶体管。
VCE VBE VBC
尽管NPN（或PNP）晶体管可以设想 为在两个N（或P）沟道层之间夹着一个P （或N）型区的对称型三层结构。然而， 根据第4章介绍的双极型晶体管版图可知， NPN（或PNP）晶体管的集电区与发射区 的形状及掺杂浓度都不一样，从而导致了 αR与αF的巨大差别，因此这两个电极不能 互换。
CBC
B rB CBE
C
rC
IBC
βR
IBE
βF
r
B rBB B
C + V -
Cjs
+
C
V r
-
(gmFV-gmRV)
E
IBE-IBC
rE
E
C rC
C
r0
Cjs
EM小信号等效电路
rE E
EM2模型
双极型晶体管部分模型参数在SPICE中的符号名称
参数名
饱和电流 理想最大正向电流增益 理想最大反向电流增益 正向厄利（欧拉）电压 反向厄利（欧拉）电压 基极-发射极结梯度因子 基极-集电极结梯度因子 衬底结指数因子 基极-发射极内建电势 基极-集电极内建电势 衬底结内建电势
当MOS器件的栅长和栅宽大于10µm、衬底 掺杂低，而我们又需要一个简单的模型时，那 么由Shichman和Hodges提出的MOS1模型是 适合的。
2）LEVEL＝2 LEVEL＝2的MOS2模型在MOS1模型基础上考 虑了一些二阶效应，提出了短沟道或窄沟道MOS 管的模型，又被称为二维解析模型。
g0
E rE E
MOS场效应晶体管及其SPICE模型
MOS场效应晶体管是是现代集成电路中最常 用的器件。MOS管的结构尺寸不断缩小已经到 了深亚微米甚至纳米范围，多维的物理效应和 寄生效应使得对MOS管的模型描述带来了困难。 显然模型越复杂，模型参数越多，其模拟的精 度越高，但高精度与模拟的效率发生矛盾。
公式中符号
IS αF αR VAF VAR mE mC ms VE0 V C0 V S0
SPICE中符 号 IS BF BR VAF
VAR MJE MJC MJS VJE VJC VJS
单位
A － － V V － － － V V V
SPICE默认 值
10－16 100
1 ∞ ∞ 0.33 0.33 0.0 0.75 0.75 0.75
二极管的电路模型
+V
VD V ID RS
+
RS
ID
I
S
exp
VD nVt
1ห้องสมุดไป่ตู้
VD -
ID
Cj
Cd
Vt
kT q
_
IS JSA
在高频下，PN结的势垒电容Cj和扩散电容Cd 变得很重要。
势垒电容Cj计算表达式为：
m
Cj
C j01
VD V0
扩散电容Cd计算表达式为：
Cd
dQ dVD
τT
dI D dVD
τT I D
n Vt
二极管模型参数对照表
参数名
饱和电流 发射系数 串联体电阻 渡越时间 零偏置时的势垒
电容 梯度因子
PN结内建势垒
公式中符号
IS n RS τT Cj0 m V0
SPICE中符号
IS N RS TT CJ0 M VJ
单位
A Ω Sec F V
SPICE中缺省 值
1.0E-14 1 0 0
0
0.5
1
二极管的噪声模型
热噪声：
In2
4kTA RS
闪烁（1/f）噪声和散粒噪声：
In2
KF I D AF
1 f
2qID
双极型晶体管及其SPICE模型
Ebers-Moll （ 即 EM ） 模 型 和 Gummel-Poon （即GP）模型是SPICE中的最常用的双极型晶 体管模型。这两种模型均属于物理模型，其模 型参数能较好地反映物理本质并且易于测量， 便于理解和使用。
二极管及其SPICE模型
❖PN结是微电子器件的基本结构之一，集成电 路和半导体器件的大多数特性都是PN结相互作 用的结果。如果通过某种方法使半导体中一部 分区域为P型，另一部分区域为N型，则在其交 界面就形成了PN结。 ❖一般的二极管就是由一个PN结构成的，以PN 结构成的二极管的最基本的电学行为是具有单 向导电性，这在实际中有非常大的用处。
二、双极型晶体管的GP模型
GP模型在以下几方面对EM2模型作了改进：
1）GP直流模型反映了集电结上电压的变化引起有效 基区宽度变化的基区宽度调制效应，改善了输出电导、 电流增益和特征频率；反映了共射极电流放大倍数β 随电流和电压的变化。
2）GP小信号模型考虑了正向渡越时间τF随集电极电 流IC的变化，解决了在大注入条件下由于基区展宽效 应使特征频率fT和IC成反比的特性。 3）考虑了大注入效应，改善了高电平下的伏安特性。
MOS2模型考虑的二阶效应主要包括： （1）沟道长度对阈值电压的影响 （2）漏栅静电反馈效应对阈值电压的影响 （3）沟道宽度对阈值电压的影响 （4）迁移率随表面电场的变化 （5）沟道夹断引起的沟道长度调制效应 （6）载流子漂移速度限制而引起的电流饱和效应
一、双极型晶体管的EM模型
VBC IB +
B +
VBE -
C IC
IR
IF
IE E
IC
IS
exp
VBE Vt
1
IS
R
exp
VBC Vt
1
aFIF
IE
IS
F
exp
VBE Vt
1
IS
exp
VBC Vt
1
aRIR I B I C I E