开发Spice宏模型的简单方法
spice模型PPT课件
1）物理模型
半导体器件的物理模型是从半导体的基本方程 出发，并对器件的参数做一定的近似假设而得 到的有解析表达式的数学模型。一般说来，随 着集成电路集成度的提高，器件的结构、尺寸 都在发生变化，器件的物理模型就越加复杂。 在物理模型中经常包含有一些经验因子，目的 是为了使模型与实验结果符合得更好。一般说， 模型中考虑的因素越多，与实际结果就符合得 越好，但模型也就越复杂，在电路模拟中耗费 的计算工作量就越大。
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。
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
3）LEVEL＝3 即MOS3模型。MOS3模型是一个半经验模型， 适用于短沟道器件。MOS3模型中的阈值电压、 饱和电流、沟道调制效应和漏源电流表达式等都 是半经验公式，其模型参数大多与MOS2模型相 同，但引入了三个新的模型参数：模拟静电反馈 效应的经验模型参数η（EAT）、迁移率调制系 数θ（THETA）和饱和电场系数κ(KAPPA）。
公式中符号
IS αF αR VAF VAR mE mC ms VE0 V C0 V S0
spice使用简介
（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：
建立SPICE模型
建立SPICE模型以模型15LJQ100为例。
第一步，查找器件的SPICE文件（源码资料）。
第二步，创建对应器件的原理图符号。
第三步，设置器件属性。
第四步，建立脚本文件。
第五步，仿真测试。
查找器件的SPICE文件首先我们由于我们知道15LJQ100的生产商是international rectifier公司，所以我们进入其官方网站/indexsw.html，在内容搜索栏输入15LJQ100，在之后弹出的网页中，我们单击 Spice File,接下来我们可以在网页/product-info/models/SPICE/15ljq100.s中看到SPICE文件的内容即源码。
*************************************** Model Generated by MODPEX **Copyright(c) Symmetry Design Systems** All Rights Reserved ** UNPUBLISHED LICENSED SOFTWARE ** Contains Proprietary Information ** Which is The Property of ** SYMMETRY OR ITS LICENSORS **Commercial Use or Resale Restricted ** by Symmetry License Agreement **************************************** Model generated on Apr 12, 01* MODEL FORMAT: SPICE3.MODEL 15ljq100 d+IS=6.15446e-05 RS=0.0153982 N=1.88088 EG=1.3+XTI=3.60437 BV=100 IBV=0.0001 CJO=1.08848e-09+VJ=0.4 M=0.371667 FC=0.5 TT=1e-09+KF=0 AF=1创建对应器件的原理图符号15ljq100是一个稳压二极管，所以我们可以利用PROTEUS本身自带的一些二极管模型，将其分解后为我们15ljq100的原理图符号（也可以利用2D绘图工具栏自己重新画一个）。
建立PSPICE模型
PSpice库中已有极多模型可用，没有必要自建模型，如果遇到库中没有的器件模型，可以到生产该器件上公司网站上下载，一般大型公司都会提供。
如果一定要自建模型，可以用PSpice中的模型编辑软件实现（“Model Editor”），一般可以用已有的模型作一些修改实现。
可以上网找一些深层次的PSpice书看或是找一些极老版本的PSpice的书看，老版本的书中会较多得提到关于PSpice命令、语言等方面与模型有关的东西。
听过一个高手的培训，PSpice其实就是一个计算器。
只要器件模型对了，就能给出结果。
你调用的是PSpice的模型库中的元器件吗？如果是，基本不会出现因为模型原因而不能仿真的现象！资料你可以上网找，很多的。
先找本简单的看看就行了。
个人认为PSpiec在模拟电路仿真方面是最好的。
关于你出现的问题，是PSpice中常见的，与PSpice的算法有关。
解决的方法是在出现问题的结点处（即提示的node ***）与电路地之间加一个值很大的电阻，这样即不会影响仿真精度，问题也能解决。
值得一提的是在PSpice的电路在必需有一个结点的名称为“0”,一般建议将“地”结点命名为“0”.这与PSpice的算法与电路网表的结构有关，不必深揪！PSpice 如何利用Model Editor 建立仿真用的模型PSpice 提供Model Editor 建立元件的Model，从元件供应商那边拿到该元件的Datasheet，透过描点的方式就可以简单的建立元件的仿真模型，来做电路的模仿真。
PSpice 提供约十多种的元件(Diode、Bipolar Transistor、Magnetic Core、IGBT、JFET、MOSFET、Operational Amplifier、Voltage Regulator、Voltage Comparator、Voltage Reference、Darlington Transistor)来建立元件的模型。
PSpice模型制作
PSpice模型创建PSpice模型是对电路元器件的数学描述，是进行电路仿真分析的前提条件，它的精度和速度直接影响电路分析结果的精确度和仿真速度。
因此，在进行PSpice仿真之前，需要有相应元器件的适当PSpice模型，如合适的直流模型、交流小信号模型、瞬态分析模型、噪声模型、温度模型等等。
在电路设计的过程中，如果直接调用软件自带模型库中的元件模型参数，不一定能够满足各种不同的实际设计需要，这时就需要修改元件模型参数。
此外，对于新创建的元件，则需要用户自己设置适当的PSpice模型参数。
一、PSpice模型参数的修改PSpice模型修改比较简单：可以直接选择元件，然后右击选择Edit PSpice model，即可打开PSpice模型编辑器，编辑所需修改的参数，存盘即可。
其中：Models List栏用以显示模型名称；Simulation Parameters栏用以修改设置模型参数；Model Text栏用以显示模型描述语言，当然这里只能读取，不可以在此进行编辑。
二、PSpice模型的创建为了满足具体设计需要，设计者往往需要创建自己的元件库，要进行PSpice 仿真，就必须对新建元件进行模型设置，新建模型，有两种主要方式：1、Model Editor模型编辑（1）执行Cadence/Release 16.3/PSpice Accessories/Model Editor命令，进入模型编辑器界面，执行File/New命令，如下图：（2）点击符号，弹出新建模型的New Model对话框，如下图：在该对话框中选择设置，Model Name填写模型名称；选择Use Device Characteristic Curves表示用硬件的典型曲线来描述模型；选择Use Templates 表示用软件自带样本进行参数的修改设置；From Model用以选择模型类型。
选择Use Device Characteristic Curves，再确定模型，点击OK即可进入模型编辑器窗口，其中可以设置元件的所有相关仿真参数设定，编辑器会以曲线形式将参数设定后的模型特性实时显示出来。
第1-2讲 SPICE数模混合仿真程序的设计流程及方法
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
PSpice模型创建与应用实例
PSpice模型创建与应用实例主要内容：一、概述二、导入模型文件三、创建模型符号四、应用模型进行仿真时间拟制人修订版本备注2012/3/19 Ma.chong Wang.peng V16.5一、概述PSpice为用户提供了模型转换与编辑工具：Model Editor，用户自己下载的模型参数文件可以通过Model Editor转换成PSpice的模型文件，并且可以建立相应的模型符号。
本文以intersil公司的ISL28114元件模型为例介绍如何将下载的Spice模型文件导入到PSpice模型库中，并对模型进行模拟仿真。
一个完整的模型创建与应用实例包括以下几步：1、导入模型文件2、建立模型符号3、应用模型进行仿真二、模型文件的导入选择“程序\Cadence\Release 16.5\PSpice Accessories\Model Editor”如图1：图1选择PSpice A/D，如图2：图2点击“OK”，弹出原理图工具选择对话框，选择“Capture”，即采用Capture绘制原理图，如图3：图3这样即启动了PSpice Model Editor窗口。
选择“File->Open”打开下载的Spice模型参数文件（ISL28114.mod），如图4：图4选择“File->Save As”，将.mod文件改为.lib文件，如图5：图5点击“保存”。
在Model Editor窗口中，选择“File->Export to Capture part library”，如图6：图6点击“OK”，弹出日志文件，里面列出警告或错误信息，如图7：图7点击“OK”。
二、创建模型符号在Model Editor窗口中，选择“File->Model Import Wizard[Capture]”，如图8：图8点击“下一步”，如图9：图9 选择“Replace Symbol”，建立国标符号，如图10：图10 点击“下一步”，设置引脚信息，如图11：图11 点击“Save Symbol”，如图12：图12 点击“OK”。
TINA10由spice创建新零件 宏
TINA10由spice创建新零件宏TINA10系统带有很大的零件库，但很多常用的零件没有，必须从网上下载spice网表，从器件生产商的官方网站下载，从网上论坛下载。
保存在你电脑的桌面或任何一个位置。
启动tina10，见下图：原理图编辑屏幕：首先验证下载器件spice网表文件是否符合规范，点击TINA10菜单的文件-----导入-----Pspice连线表------弹出下图：打开文件对话框，默认的查找范围：tina10-distributor evaluation，这是为了方便学习者实习时，找到系统自带的例题文件，因为笔者把事先下载好的spice网表放在了电脑的桌面上，因此应当把查找范围指向桌面：见下图.把查找范围指向桌面：见下图上图中，文件夹：9013 8550 spice模型，就是要导入的网表，因为三极管ss8050 8550 C9012 9013 9014 9015是最常用的三极管。
导入到TINA10中，形成新建零件后，，在以后的设计中非常有用。
双击这个文件夹，可以看到里面的网表文件：最常用的5个型号的三极管。
网表文件的后缀文件扩展名是.cir。
见下图：上图底部的文件类型：指定是.cir 或.lib。
只有这两种类型的文件，tian10才会识别。
双击上图中的8550，弹出下面的画面：上图是TINA10的网表编辑器，点击上图顶部的对勾，网表编辑器开始编译网表，编译成功后，会在上图的底部显示：编译成功的提示文字。
见下图的底部。
这说明8550的网表文件.CIR，可以使用。
下面开始创建新零件的宏：点击TINA10顶部菜单的工具------新建宏向导-----弹出向导对话框：见下图：把宏名称，由新建宏改为：SS8550，在上图中部，选中：从文件------此时右侧的文件夹图标由灰色点亮。
点击文件夹图标------弹出下面打开文件对话框：默认的查找范围是：spicelib，见下图：由于笔者把要导入的spice网表文件放置在了桌面，因此把地址指向桌面：上图中文件夹9013 8550 spice模型，就是要导入的网表文件。
怎么建PSpice模型
如何建立PSPICE 和原理图SYMBOL 的连接作者：feilong日期：2010-5-26随着设计的复杂度越来越高，用PSPICE 对电路进行仿真的需求就越来越多，随之产生如何将PSPICE 模型和原理图SYMBOL 链接起来就成了关键的一步，本文将就这一问题和大家作一个探讨。
下面分2 种情况进行讨论：3 I/ U+ S" k: Y% J8 e+ B5 U9 y(一) 无PSPICE 模型，无SYMBOL，用PSPICE 产生SYMBOL 并建立连接关系。
EDA3(二) 已有PSPICE 和SYMBOL 如何建立连接首先大家知道PSPICE 的模型库后缀名为lib, Symbol 的后缀名为Olb.针对第一种情况:ED1.从网上下载PSPICE 模型保存，以ON SEMICONDUCTOR 的MJD44H1.LIB 为例2.启动PSpice Model Editor 模型编辑器，打开MJD44H1.LIB4.File\Export to Capture Part Library /4.点OK,系统自动生成元件外型(Symbol)库。
5.启动Capture CIS，File/Open/Library，打开MJD44H1.olb，查看Symbol，如需修改，自行编辑元件外型并保存。
6.用记事本打开..C:\Cadence\SPB_15.7\tools\pspice\library\nom.lib，加入.lib"MJD44H1.LIB"，注册MJD44H1.LIB；（有了第6.步，就不会出现ERROR -- Model ...... used by...... is undefined）建立元器件模型成功。
在这步中，我在用Cadence 16.3版本时出现修改nom.lib后PSPICE 仿真出现以下错误：ERROR -- Unable to find library file MJD44H11.libIndex has 26578 entries from 152 file(s).ERROR -- Unable to make index for library fileC:\Cadence\SPB_16.3\tools\pspice\library\nom.lib原因：MJD44H11.lib未放在指定目录，即没和nom.lib一起放Cadence\SPB_15.7\tools\pspice\library目录下。
SPICE模型、命令介绍
SPICE模型、命令介绍SPICE模型、命令介绍下⾯列出常⽤SPICE器件的模型描述。
{ }中的参数是必须的，[ ]中的参数可选，{ }*中的参数需要重复。
此外，每个SPICE模型提供商可能会有其他的参数或命令。
DEVICE：1、C device - Capacitor.C{name} {+node} {-node} [{model}] {value} [IC={initial}]Examples:CLOAD 15 0 20pFCFDBK 3 33 CMOD 10pF IC=1.5v2、D device - Diode.D{name} {+node} {-node} {model} [area]Examples:DCLAMP 14 0 DMOD3、I device - Current Source.I{name} {+node} {-node} [[DC] {value}] [AC {mag} [{phase}]]Examples:IBIAS 13 0 2.3mAIAC 2 3 AC .001IPULSE 1 0 PULSE(-1mA 1mA 2ns 2ns 2ns 50ns 100ns)I3 26 77 AC 1 SIN(.002 .002 1.5MEG)4、J device - Junction FET.J{name} {d} {g} {s} {model} [{area]}Examples:JIN 100 1 0 JFAST5、K device - Inductor Coupling.K{name} L{name} { L{name} }* {coupling}Examples:KTUNED L3OUT L4IN .8KXFR1 LPRIM LSEC .996、L device - Inductor.L{name} {+node} {-node} [model] {value} [IC={initial}]Examples:LLOAD 15 0 20mHL2 1 2 .2e-6LSENSE 5 12 2uH IC=2mA7、M device - MOSFET.M{name} {d} {g} {s} {sub} {mdl} [L={value}] [W={value}] + [AD={value}] [AS={value}] + [PD={value}] [PS={value}]+ [NRD={value}] [NRS={value}]Examples:M1 14 2 13 0 PNOM L=25u W=12uM13 15 3 0 0 PSTRONG8、Q device - Bipolar Transistor.Q{name} {c} {b} {e} [{subs}] {model} [{area}]Examples:Q1 14 2 13 PNPNOMQ13 15 3 0 1 NPNSTRONG 1.59、R device - Resistor.R{name} {+node} {-node} [{model}] {value}Examples:RLOAD 15 0 2k10、S device - Voltage-Controlled Switch.S{name} {+node} {-node} {+control} {-control} {model}Examples:S12 13 17 2 0 SMOD11、T device - Transmission Line.T{name} {A+} {A-} {B+} {B-} Z0={value}[TD={val} | F={val}[NL={val}]]Examples:T1 1 2 3 4 Z0=220 TD=115nsT2 1 2 3 4 Z0=50 F=5MEG NL=0.512、V device - Voltage Source.V{name} {+node} {-node} [[DC] {value}] [AC {mag} [{phase}]]Examples:VBIAS 13 0 2.3mVV AC 2 3 AC .001VPULSE 1 0 PULSE(-1mV 1mV 2ns 2ns 2ns 50ns 100ns)V3 26 77 AC 1 SIN(.002 .002 1.5MEG)13、X device - Subcircuit Call.X{name} [{node}]* {subcircuit name}Examples:X12 100 101 200 201 DIFFAMPCONTROLLED SOURCES14、E device - Voltage Controlled V oltage Source VCVS.E{name} {+node} {-node} {+cntrl} {-cntrl} {gain}E{name} {+node} {-node} POL Y({value}) {{+cntrl} {-cntrl}}* {{coeff}}* Examples: EBUFF 1 2 10 11 1.0EAMP 13 0 POL Y(1) 26 0 50015、F device - Current Controlled Current Source CCCS.F{name} {+node} {-node} {vsource name} {gain}Examples:FSENSE 1 2 VSENSE 10.016、G device - Voltage Controlled Current Source VCCS.G{name} {+node} {-node} {+control} {-control} {gain}Examples:GBUFF 1 2 10 11 1.017、H device - Current Controlled V oltage Source CCVS.H{name} {+node} {-node} {vsource name} {gain}H{name} {+node} {-node} POL Y({value}) { {vsource name} }* {{coeff}}* Examples: HSENSE 1 2 VSENSE 10.0HAMP 13 0 POL Y(1) VIN 500INPUT SOURCES18、EXPONENTIALEXP( {v1} {v2} {trise_delay} {tau_rise} {tfall_delay} {tau_fall) )19、PULSEPULSE( {v1} {v2} {tdelay} {trise} {tfall} {width} {period} )20、PIECE WISE LINEARPWL( {time1} {v1} {time2} {v2} ... {time3} {v3} )21、SINGLE FREQUENCY FMSFFM( {voffset} {vpeak} {fcarrier} {mod_index} {fsignal} )22、SINE WA VESIN( {voffset} {vpeak} {freq} {tdelay} {damp_factor} {phase} )ANALOG BEHA VIORAL MODELING23、V ALUEE|G{name} {+node} {-node} V ALUE {expression}Examples:GMULT 1 0 V ALUE = { V(3)*V(5,6)*100 }ERES 1 3 VALUE = { I(VSENSE)*10K }24、TABLEE|G{name} {+node} {-node} TABLE {expression} = (invalue, outvalue)* Examples: ECOMP 3 0 TABLE {V(1,2)} = (-1MV 0V) (1MV, 10V)25、LAPLACEE|G{name} {+node} {-node} LAPLACE {expression} {s expression} Examples:ELOPASS 4 0 LAPLACE {V(1)} {10 / (s/6800 + 1)}26、FREQE|G{name} {+node} {-node} FREQ {expression} (freq, gain, phase)* Examples:EAMP 5 0 FREQ {V(1)} (1KZ, 10DB, 0DEG) (10KHZ, 0DB, -90DEG)27、POL YE|G{name} {+node} {-node} POL Y(dim) {inputs X} {coeff k0,k1,...} [IC=value] Examples:EAMP 3 0 POL Y(1) (2,0) 0 500EMULT2 3 0 POL Y(2) (1,0) (2,0) 0 0 0 0 1ESUM3 6 0 POL Y(3) (3,0) (4,0) (5,0) 0 1.2 0.5 1.2COEFFICIENTS28、POL Y(1)y = k0 + k1?X1 + k2?X1?X1 + k3?X1?X1?X1 + ...29、POL Y(2)y = k0 + k1?X1+ k2?X2 + k3?X1?X1+ k4?X2?X1 + k5?X2?X2+ k6?X1?X1?X1 + k7?X2?X1?X1 + k8?X2?X2?X1+ k9?X2? X2?X2 + ...30、POL Y(3)y = k0 + k1?X1 + k2?X2 + k3?X3 + k4?X1?X1 + k5?X2?X1 + k6?X3?X1+ k7?X2?X2+ k8?X2?X3 + k9?X3?X3 + ...STATEMENTS31、.AC - AC Analysis..AC [LIN][OCT][DEC] {points} {start} {end}Examples:.AC LIN 101 10Hz 200Hz.AC DEC 20 1MEG 100MEG32、.DC - DC Analysis..DC [LIN] {varname} {start} {end} {incr}.DC [OCT][DEC] {varname} {start} {end} {points}Examples:.DC VIN -.25 .25 .05.DC LIN I2 5mA -2mA 0.1mA VCE 10V 15V 1V 33、.FOUR - Fourier Analysis..FOUR {freq} {output var}*Examples:.FOUR 10KHz v(5) v(6,7)34、.IC - Initial Transient Conditions..IC { {vnode} = {value} }*Examples:.IC V(2)=3.4 V(102)=035、.MODEL – Device Model..MODEL {name} {type}Typename Devname DevtypeCAP Cxxx capacitorIND Lxxx inductorRES Rxxx resistorD Dxxx diodeNPN Qxxx NPN bipolarPNP Qxxx PNP bipolarNJF Jxxx N-channel JFETPJF Jxxx P-channel JFETNMOS Mxxx N-channel MOSFETPMOS Mxxx P-channel MOSFETVSWITCH Sxxx voltage controlled switch Examples:.MODEL RMAX RES (R=1.5 TC=.02 TC2=.005).MODEL QDRIV NPN (IS=1e-7 BF=30)36、.NODESET – Initial bias point guess..NODESET { {node}={value} }*Examples:.NODESET V(2)=3.4 V(3)=-1V37、.NOISE - Noise Analysis..NOISE {output variable} {name} [{print interval}] Examples:.NOISE V(5) VIN38、.PLOT – Plot Output..PLOT [DC][AC][NOISE][TRAN] [ [{output variable}*] Examples: .PLOT DC V(3) V(2,3) V(R1) I(VIN).PLOT AC VM(2) VP(2) VG(2)39、.PRINT – Print Output..PRINT [DC][AC][NOISE][TRAN] [{output variable}*] Examples: .PRINT DC V(3) V(2,3) V(R1) IB(Q13).PRINT AC VM(2) VP(2) VG(5) II(7)40、.PROBE – Save simulation output PSPICE COMMAND. .PROBE [output variable]*Examples:.PROBE.PROBE V(3) VM(2) I(VIN)41、.SENS - Sensitivity Analysis..SENS {output variable}*Examples:.SENS V(9) V(4,3) I(VCC)42、.SUBCKT - Subcircuit Definition..SUBCKT {name} [{node}*]Examples:.SUBCKT OPAMP 1 2 101 10243、.TEMP – Temperature Analysis..TEMP {value}*Examples:.TEMP 0 27 12544、.TF – DC Transfer Function..TF {output variable} {input source name}Examples:.TF V(5) VIN45、.TRAN - Transient Analysis..TRAN {print step value} {final time} [{no print time} [{step ceiling value}]] [UIC] Examples:.TRAN 5NS 100NS。
理想开关SPICE宏模型的设计
混合电路 .
S IE软件的仿真精度很高,以至于其他电路 C D的工具软件都将仿真结果与 PC A S IE程序相比较, PC 证实其仿真结果的精确性. PC S IE程序的仿真精度主要由S IE内 PC 建的元器件模型精度来决定, PC S IE程序给出了电阻,电容,电感,晶体二极管,晶体 三 极管, O 场效应管, M S 结型场效应管, 运算放大器等常见的 元器件的模型 在这些模 型的基础上S IE程序能对各种复杂电 PC 路系统进行仿真. 但是S IE PC 程序对于没有精确 模型的电路, 仿真仍有一定困难. 例如电流控制开关电路, 模拟它只能应用 S IE现有 PC 元件模型来描述.习 . 在 S IE仿真中,模拟电流控制开关 (ur t d C nr )和电源开关模型 PC C r n Moe t l e o o (wt i M d Pw r pe 是个多年研究的 S ih g e eSpl ) cn o o u i s 课题, 开关模型对于D -C CD 转换电路,
. UB KT A 2 S C S W- 1 3 R 361 F R1521
VD 450 HI 1VD 1 4
V 4 0 E 2 0 1 F 2 P Y( ) VF 1 l OL 2 VE 0 0一 5
. ENI, ) 5
F 2 P Y( ) VF 0 1 l OL 2 VD 01 4 0一
ENDS
. UB K S - 1 3 S C T 1 W 2
. UB K S - 12 S C T J W 3
RF 361 R 361 F VE 420 VD 540 VF 060 VE 410 81451 VF 060 E 4 5 l 14 1 R1 521
跨导运算放大器及其Spice电路模型的构建
2.1 CMOS模拟集成电路基本单元2.1.1 MOS场效应管的基本结构绝缘栅场效应管又叫作MOS场效应管，意为金属-氧化物-半导体场效应管。
图2.1为MOS场效应管的结构和电路符号。
图中的N型硅衬底是杂质浓度低的N型硅薄片。
在它上面再制作两个相距很近的P区，分别引为漏极和源极，而由金属铝构成的栅极则是通过二氧化硅绝缘层与N型衬底及P型区隔离。
这也是绝缘栅MOS场效应管名称的由来。
因为栅极与其它电极隔离，所以栅极是利用感应电荷的多少来改变导电沟道去控制漏源电流的。
MOS场效应管的导电沟道由半导体表面场效应形成。
栅极加有负电压，而N型衬底加有正电压。
由于铝栅极和N型衬底间电场的作用，使绝缘层下面的N型衬底表面的电子被排斥，而带正电的空穴被吸引到表面上来。
于是在N型衬底的表面薄层形成空穴型号的P型层，称为反型层，它把漏源两极的P区连接起来，构成漏源间的导电沟道。
沟道的宽窄由电场强弱控制。
MOS场效应管的栅极与源极绝缘，基本不存在栅极电流，输入电阻非常高。
[20,21]图2.1MOS场效应管的结构和电路符号Fig.2.1 Structure and circuit symbol that MOS Field-Effect Transistor 场效应管有P型和N型之分。
这里的P型或N型，指的是导电沟道是P型还是N 型，即导电沟道中是空穴导电还是电子导电。
因为场效应管中只有一种载流子参加导电，所以又常称为“单极型晶体管”。
P型沟道和N型沟道的MOS场效应管又各分为“耗尽型”和“增强型”两种。
耗尽型指栅极电压为零时，就存在导电沟道，漏源中间有一定电流。
增强型MOS场效应管，则只有在栅极电压大于零的情况下，才存在导电沟道。
2.1.2 MOS场效应管的模型化MOS管的大信号（直流）特性可以用它的电流方程来描述。
以N沟道增强型MOS管为例，特性曲线和电流方程如图2.2所示。
图2.2 特性曲线和电流方程Fig.2.2 Characteristic property curve and electric current equation如果栅源偏置电压GS V 大于MOS 管的阈值电压T V ，则在P 型衬底的表面由于静电感应会产生大量的电子，形成导电沟道。
AltiumDesigner中添加Spice仿真器件模型的方法[指南]
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Altium Designer 6.9软件中添加Spice仿真器件模型的方法在电子设计辅助软件中, Altium Designer 6.9是最常用的软件,新版本的Altium Designer 6.9软件增加了电路仿真功能,能够对设计的电路进行模拟分析。
但是由于其仿真模型库中的元件比较少,使得许多特殊功能的电路无法进行仿真,因此必须添加所需的器件模型。
由于Spice格式已经成为仿真器件模型的标准,电子元器件厂家通常都会给出器件的Spi ce模型,因此可以从生产厂家的产品资料光盘中得到,也可从Internet网查询这些模型,直接把这些模型转换为Altium Designer 6.9器件模型,然后添加到Altium Designer 6.9的仿真器件库中,增强Altium Designer 6.9的仿真功能。
在此,我已运放为例:介绍将Burr-Brown公司产品资料光盘中的运放Opa501添加到Altium Designer 6.9仿真器件库中的方法。
1.绘制元件图形首先在Altium Designer 6.9中建立一个原理图库文件如Schlib.lib,然后用主菜单中Tools下的New Com ponet命令创建一个新元件,在弹出的对话框Nam e中输入元件名Opa501。
在Altium Designer 6.9的设计窗口内绘出如图1所示的元件图形并保存文件。
图1.jpg2.输入元件的描述信息对绘制好的元件,需要输入元件的描述信息才能使用。
打开Tools下的Description对话窗口,这里有Designator、Library Fields及Part Field Nam es三个选取项。
其中Pan Field Nam es项采用缺省值,在Designator项的Default和Description栏中分别填人“U?”和“General-Purpose Operational Am plifier”。
PSpice模型制作
PSpice 模型创建PSpice 模型是对电路元器件的数学描述，是进行电路仿真分析的前提条件，它的精度和速度直接影响电路分析结果的精确度和仿真速度。
因此，在进行 PSpice 仿真之前，需要有相应元器件的适当 PSpice 模型，如合适的直流模型、交流小信号模型、瞬态分析模型、噪声模型、温度模型等等。
在电路设计的过程中，如果直接调用软件自带模型库中的元件模型参数，不一定能够满足各种不同的实际设计需要，这时就需要修改元件模型参数。
此外，对于新创建的元件，则需要用户自己设置适当的 PSpice 模型参数。
一、PSpice 模型参数的修改PSpice 模型修改比较简单：可以直接选择元件，然后右击选择 Edit PSpice model,即可打开PSpice模型编辑器，编辑所需修改的参数，存盘即可。
其中： Models List 栏用以显示模型名称； Simulation Parameters 栏用以修改设置模型参数； Model Text 栏用以显示模型描述语言，当然这里只能读取，不可以在此进行编辑。
二、PSpice模型的创建为了满足具体设计需要，设计者往往需要创建自己的元件库，要进行 PSpice 仿真，就必须对新建元件进行模型设置，新建模型，有两种主要方式：1、 Model Editor 模型编辑（1）执行 Cadence/Release PSpice Accessories/Model Editor 命令，进入模型编辑器界面，执行 File/New 命令，如下图：（2）点击符号，弹出新建模型的 New Model 对话框，如下图：在该对话框中选择设置，Model Name填写模型名称；选择 Use Device Characteristic Curves 表示用硬件的典型曲线来描述模型；选择 Use Templates 表示用软件自带样本进行参数的修改设置； From Model 用以选择模型类型。
第7章 SPICE模型及仿真
固定负载，扫描管子尺寸
P110
…… .param wu=1.2u .param wpt='2.5*wu' …… .data cv wpt 1.2u 2.4u 3u .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 ＋rise=1 targ v(out) val=2.5 td=9n fall=1 .END
3 互感 M
格式: KXXXX LYYYY LZZZZ VALUE
例句:
K43 L3 L4 0.99
7.2 电路元件的SPICE输入语句
4 理想传输线
格式: TXXXX N1 N2 N3 N4 Z0=VALUE
(TD=VALUE) (F=FREQ(NL=NRMLEN)) + (IC= V1,I1,V2,I2) 例句: TIN 1 0 2 0 Z0=50 TD=100PS
设计基本反相器单元
根据模型参数、设计要求设定管子尺寸
写出反相器网单：
.TITLE 1.2UM CMOS INVERTER CHAIN .INCLUDE "models.sp" .global vdd
Hale Waihona Puke Mn out in 0 0 NMOS W=1.2u L=1.2u
Mp out in vdd vdd PMOS W=3u L=1.2u CL OUT
SPICE模型的导入及仿真
ADS SPICE模型的导入及仿真SPICE模型的导入1、打开一个新的原理图编辑视窗，暂时不用保存也不要为原理图命名。
2、导入SPICE模型：:BFP&4C_TESl_20110L03.p r j ； untitled；(Schematicpl 1rile Edit Select Viww InEert Options CD Hrv* Dcitin’.Qrl+N Open Design-n Clri+QCJose DesignReyert to Saved Design...wv Save Design QH+S &Save Design 公…静Save Design As Template .CuipxDuGgm..Qelete Desiqr.,.Print.Ctrl+P Print Area...Print Setup-™庠 1 E|P 口!■■!!：■・Export.™1iKfiportsDesig.n ^ar^rT eters...T QC J E Layout Simulate lAindow ^►ynainiiiicLiiib Des ignGtj idle Help p O 月加备\盏＜8＞郞臼庫[mport bFil^K«tli st FileImport File Nam^ (Sourat)New Design Kame QJe^tin^tioit^2▼ Mcpxe OytiOK C axicel HelpJlZW. 2.£>K -0J5H Z.B75A/肝SrnSchem [mport Netlist Options：5FSFICEV] Fir?+ line is a. cfifMfiint两卩res? □爼10 fnuppingTranslated Output FormatQ ALT Schematic [with nwsd coimaatioaCJ ADM 丿Ojti sitsl Direetwy LfiCiti srDirectory To Store kDS ffstliit Cdafaull i toproject dirtctary)ance Hel?3、新建一个原理图，命名为“ BFP640_aII”，利用刚导入的SPICE文件并对照下载的SPICE文件附带的原理图进行连接：附带的原理图连接好后的BFP640 all 原理图如下:門 肝轴wj 科T/cni-icHjii."逋抽単 …wv di" ：ie- [jit Ldre 乂* Qpco 昭 Rgic U 帕a 筍仙虹 Bcrriw 吐汕叶口吐临肝门-]& is a*OM 口 厂二母鳳録弋/陰睜屢合妨暗罩區IF ；、■ HichFM t-dtJ Lihur *"匚1■士專山 Si \ ±■即’© LJ 粵4、为SPICE 模型创建一个新的电路符号ADS 原理图系统默认的电路符号如下:这里我们为BFP640创建一个新的NPN 电路符号。
基于spice3f5的建模工具的器件建模机制实现模块复用和快速原型化开发
基于spice3f5的建模工具的器件建模机制实现模块复用和快速原型化开发 1、引言 随着半导体工业的飞速发展，新型电力电子器件不断涌现，用户对器件建模的需求越来越迫切，对专用建模工具的开发提出了新的挑战。
本文基于开放工业标准仿真源码开发了轻便专用的器件建模工具。
2、仿真模块设计 SPICE模型已被广泛用于电子设计中，本文器件参数提取按照spice语法对输入等效电路进行解析，对开发源码spice3f5导出相关接口作为仿真内核，从而完成仿真模块设计。
2.1、接口设计 为了方便与spice3f5仿真源码通信，在研究源码的基础上，编译生成spice3f5.dll，导出仿真输入输出相关API接口。
其接口函数如表1所示。
2.2、spice语法参数提取 模型参数提取技术是器件建模的基础，只有向电路模拟软件提供相应的模型参数，才可以进行电路设计。
因此器件模型所有用到的参数均需要精确地提取。
我们需要对用户输入的等效电路网表进行spice语法解析，获得电路参数。
考虑到修改元件参数值反复仿真的需要，将用户输入电路网表做预处理，仅保留仿真有效部分并按行存放在字符串链表中，现在需要从中提取出元件参数信息及实例化的模型、子电路中的参数信息。
第一次遍历网表字符串做提取模块的工作。
一旦遇到子电路或模型定义，构造对应类型对象保存模块信息并将指针保存到对应的指针链表中；第二次遍历完成最终输入仿真网表文件。
这一过程跳过子电路或模型定义，定位至实例化语句，解析出该实例对应的模块名和实例名，然后根据模块名找到指向该子模块对象的指针，将该实例名添加到该模块的实例链表中。
扩展该实例需要该实例对应模块的定义语句，通过获取的模块指针调用其方法构造由实例名定义子模块语句并保存到字符串链表中，然后将其添加到语句链表中。
3、图形显示模块 仿真数据与实际测量数据的对比需要以不同的图形特征作对比，然后通过不断调节一系列参数值重新仿真，寻求两组相关曲线的最佳拟合点。
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电源电流
工程师可借助压控电流源模拟电源电流。能用来对该电流进行设置的多项式
表示为：
GSY 99 50 POLY(1)(99,50)ab (19)
对a项进行设置，使其等于：
Is - Idq - I1 -(b*Vs) (20)
其中Is是电源电流;I1是尾电流(输入级);而Vs是电源电压。
EVP 97 98(99,50)0.5
EVN 51 98(50,99)0.5
结论
采用这种技术创建的宏模型能提供非常准确的结果，并使用参考部分提供的
测试电路集合对该模型进行测试。还可基于产品说明书的参数调整公式，以便
迅速改变该模型来满足工程师的需求。
tips:感谢大家的阅读，本文由我司收集整编。仅供参阅！
Idq = kp*0.5*(W/L5)*Vdc5*2*(1+*VS/2)(21)
我们的理念是将输入对从内部电源驱至该模型，使它不为该模型汲取外部电
流。b项仅仅是来自产品说明书的曲线Is与Vs的斜率。
*内部电压参考
*
EREF 98 0 POLY(2)(99.0)(50,0)0 0.5 0.5
GSY 99 50 POLY(1)(99,50)-11.2E-04 5.00E-07
*
* PSRR网络
*
EPS1 21 98 PLOY(1)(99,50)-1.2E-02 1
RPS1 21 22 1.59E + 2
RPS2 22 98 1.59E-3
CPS1 21 22 1.00E-06
宽带噪声与1/f噪声
为了模拟噪音，工程师可以借助电流控制电压源(HN用于宽带噪声，HFN则
用于1/f噪声或闪烁噪声)来创建一个单独的网络。首先，计算DNOISE(在网表
中)所需的器件参数。KF表示为：
KF = en *fc(17)
其中fc是1/f转角频率(来自产品说明书)，而en是宽带噪声(来自产品说明书)。
HN被表示为：
Sqrt(en -entotal -en ) (18)
所有噪声源均应以nV/sqrtHz为单位。
电流控制电压源具有两个项：a和b。
将b项设OS源处的反馈(作为DC误差)中消除DC偏置电压。
15nV/rt(Hz)的电压噪声参考
*
VN1 80 98 0
RN1 80 98 16.45E-3
HN 81 98 VN1 15
RN2 81 98 1
*
*闪烁噪声转角
*
DFN 82 98 DNOISE
VFN 82 98 DC 0.6551
HFN 83 98 POLY(1)VFN 1.00E-031.00E + 00
开发Spice宏模型的简单方法
于上述的方程式1和方程式2。
根据网表，CMRR和PSRR如下所示：
* CMRR网络
*
E1 72 98 PLOY(2)(1,98)(2.98)0 5E-01 5E-01
R10 72 73 1.59E + 02
R20 73 98 1.59E-03
C10 72 73 1.00E-06