orcad pspice 仿真教程 4
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VDD
RBIAS 20k
RC1 10k C1 out1 5p R1 Rbreak Q3 Q 2N2222 Q4 Q 2N2222 out2
RC2 10k
V
RS2 1k
V1
VAMPL = 0.1V FREQ = 5MEG V2
0
Q1 Q 2N2222 Q2 Q 2N2222 12V V3
0
VDD
VEE -12V
之间的参数又存在随机起伏，这就需要用DEV表示。这就是
说，对用于集成电路生产的电路设计进行MC分析时，对要 考虑其变化的参数，应同时采用LOT和DEV两种变化模式。
为了反映实际生产中元器件参数的分布变化情况，PSpice提供了 正态分布（又称高斯分布）和均匀分布两种分布函数，供用户选
用。在设置时，应在参数变化模式设置的后面紧跟代表选用分布
0
PARAMETERS:
c1 = 33 u
设置和运行参数分析(Parametric Sweep) 在Simulation Setting的Analysis type对话框中选择Time Domain(Transient)，在Options中选中Parametric Sweep：
400V
0V
-400V 0s 10ms V(D1:1) V(OUT) 20ms Time
Y Max Max Min Rise_edge Fall_edge
Y Max： Max： Min：
求出每个波形与额定运行值的最大差值 求出每个波形的最大值 求出每个波形的最小值
Rise_edge：找出第一次超出域值的波形
Fall_edge： 找出第一次低于域值的波形
More setting…：点击More Setting按钮，将弹出如下对话框
ORCAD PSPICE
温度分析Temperature (Sweep) 在Simulation Setting的Analysis type中选择AC Sweep/Noise，在Options中选中Temperature (Sweep)， 如下所示：
在指定的温度下分析
在指定的一系列 温度下进行分析
对下图差动放大电路进行温度分析。分析电路在27、40、 60度下的频响情况。AC Sweep的频率从1-1GHz，倍频采 样点为101。
40Hz V(OUT)
80Hz 120Hz V(D1:1) V(D1:1) Frequency
160Hz
200Hz
作
业
D1 Dbreak out R1 100 L1 Lbreak
V
V
V1 VOFF = 0 VA MP L = 310v FRE Q = 5 0
0
设置和运行Monte Carlo/Worst-Case 在Simulation Setting的Analysis type对话框中选择Time Domain (Transient)，在Options中选中Monte Carlo/Worst-Case: 选择进行蒙托卡诺分析 选择分析的输出节点 分析采样的次数
规律的关键词GAUSS（若选用正态分布）或UNIFORM（若选 用均匀分布）。在关键词前应加有斜杠符号“/”。 根据上述分析，在MC分析中描述元器件参数统计变化是在需考 虑其参数值变化的“参数名＝参数值”后面加上变化规律描述，
其一般格式为：
参数名＝参数值[DEV[lot#][/分布规律名]<变化值>[％]] + [LOT[/lot#][/分布规律名]<变化值>[％]]
0
PARAMETERS:
c1 = 33 u
C1为自己 取的名字, 大括号不 能省略
给电容赋值为{c1}
从SPECIAL库中取PARAM并编辑其属性
新属性 取名为 c1, 与 前面相 对应
D1 Dbreak
V
out
V
V1 VOFF = 0 VA MPL = 310v FRE Q = 5 0 R1 C2 {c1} 100
设置和运行参数分析(Parametric Sweep) 在Simulation Setting的Analysis type对话框中选择Time Domain(Transient)，在Options中选中Parametric Sweep：
参数分析的设置方法与DC Sweep的设置方法完全一样，只 是在DC Sweep时，把电路中的电感短路、电容开路。 例：以下图为例，下图是一个简单的RLC滤波器，将分析 在输入阶跃信号作用下，输出信号的上升时间以及过冲与 电阻R1的关系。
下面几个实例都是符合规定格式的正确表示。
IS=1E－9 DEV 0.5% LOT 10% C=1 DEV 5% R=1 DEV/GAUSS 1% LOT/UNIFORM 5% TC1=0.02 TC2=0.005
以下图为例
VDD
RBIAS 20k
RC1 10k C1 out1 5p R1 Rbreak Q3 Q 2N2222 Q4 Q 2N2222 out2
从10MS-10.1MS电流线性上升，直达1A，然后保持不变。
在瞬态分析下附带对全局参数变量R进行参数分析。瞬态分 析时间为0-20S，最大步长为100MS；参数分析采用线性变 化，从0.5-1.5欧姆，增量为0.1。 完成分析参数设置后，首先按常规方法进行模拟分析，然后
在Probe窗口中调入参数扫描分析的全部11批数据。用户可
一些字符。例如双极晶体管符号名又分为代表横向PNP（LPNP）的
QBREAKL，代表NPN晶体管的QBREAKN等，代表PNP管的QBREAKP等。
蒙托卡诺分析中元器件参数偏差设置
进行统计分析时，其参数变化的那些元器件必须改用
BREAKOUT库中的符号。 对这些元器件符号，再在其模型参数的设置中，在需要考虑 参数变化的那些模型参数常规设置项“参数名＝参数值”的 后面，添加下面介绍的设置，具体描述该参数的变化。
400V
30ms
40ms
50ms
200V
0V 0Hz
50Hz 100Hz V(D1:1) V(OUT)
150Hz Frequency
200Hz
250Hz
300Hz
400V
0V
-400V 0s
400V
10ms V(OUT)
20ms V(D1:1) Time
30ms
40ms
50ms
200V
0V 0Hz
由于一个电路中可能有多个元器件共用一个模型，如果在
MC分析中每次分析时的随机抽样方式是这几个元器件值按 同一个分布规律变化相同的值，则用关键词LOT表示。如果 这几个元器件值各自独立变化，则用关键词DEV表示。
每次分析中的抽样是按照随机数发生器产生的随机数进行的。
PSpice对LOT和DEV两种发生器均提供有10个编号的随机数 发生器，用0,…,9表示。 如果希望同一个模型中的几个模型参数甚至不同模型间的模 型参数按同一组随机数产生的随机数抽样，只需要在这几个 模型参数的设置中，在LOT或DEV后面紧跟同一个编号的 lot#，其中lot#为0,…,9中的某一数字，在lot#前需加斜杠符号
把属性按图修改，然后存盘并退出。 蒙托卡诺分析的输出节点设为V(out2)，采样次数为20，保存 所有数据，参数分布为平均分布，随机种子值采用默认值。
0
VEE
10V
分析结果如下
5V
0V 1.1Hz
1.0KHz V(OUT2) Frequency
1.0MHz
1.0GHz
三条波形对应于三个不同的温度下电路对V(out2)节点的增益
1.2mA
0.8mA
0.4mA
0A 0V 2.0V IC(Q1) 4.0V V_V2 6.0V 8.0V
三条波形对应于三个不同的温度下的Ic
选择显示某一批分析数据，以查看分析结果。
例如，选择执行Trace/Add Trace子命令，并在Trace/Add Trace设置框中指定显示的信号为：I(L1)@9，即显示第9批 分析中(对应R1＝1.5)，流过电感L1的电流。
1.5A
1.0A
0.5A
0A 0s I(L1)@9 Time 5s 10s 15s 20s
蒙托卡诺分析的参数选项 保存数据的方式
使用的器件偏差分布情况 （正态、均匀或自定义） 蒙托卡诺分析的随机种子值
设置和运行Monte Carlo/Worst-Case
最坏情况分析
最坏情况分析的参数选项 分析的偏差对象 是否将每次灵敏度 分析的结果保存 入.OUT输出文件
起作用的偏 差器件对象
More setting…：点击More Setting按钮，将弹出如下对话框
其中“参数名”即为要考虑其参数变化的模型参数名称。“参数
值”为该模型参数的中心值，或标称值。上述格式中用方括号括 起来的表示并非一定要给出。DEV、LOT为关键词，表示参数变 化模式。lot#可取0，…,9，分布规律名可以是GAUSS， UNIFORM或用户定义的分布函数名。注意这两项（lot＃和分布 规律名）赋值前面的斜杠符号不可少，且斜杠号前后均不应留空 格。
RC2 10k
V
RS2 1k
V1
V
VAMPL = 0.1V FREQ = 5MEG
0
Q1 Q 2N2222 Q2 Q 2N2222 V2 VDD 12V V3 VEE -12V VEE
0
0
将电阻RS1替换为breakout库中的电阻Rbreak，并选中该器件， 点击Edit>Pspice Model，编辑修改：
设置域值 定义参数允许的变化范围 设定最坏情况分析的趋向
是否在输出文件里列出模型参数的值
蒙托卡诺分析中元器件参数偏差设置
注意：运行蒙托卡诺分析的前提条件是:元器件必须含有偏差属性。
• 设置方法如下：
为了适应统计分析中模型参数要在一定范围内变化的要求，PSpice中专门提
供了统计分析用的元器件符号库，其名称为BREAKOUT。 •库中无源元器件符号命名：关键字母后＋BREAK：如电阻、电容和电 感符号的名称分别为RBREAK、CBREAK和LBREAK。 •对半导体有源器件，为了进一步区分其不同类别，在BREAK后还可再加
“上升时间”以及“过冲”性能分析：
选择执行Plot/X Axis Settings子命令，并在屏幕上显示的x
轴设置框的Processing Options子框内，选中“电路性能分 析(Performance Analysis)”，然后单击OK按钮，启动电路 性能分析过程。屏幕上出现电路性能分析显示窗口，x轴成 为参数扫描分析中的变量，即电阻R。
重复上述步骤(b)，确定显示的特征值函数及自变量为 Overshoot(I(L1))，然后单击OK按钮，屏幕上增加显示过冲 与R的关系曲线，结果如下图所示。
1
4.0
2
40
2.0
20 SEL>> 0 0.5 1
0
GenRise(I(L1))
1.0 2 Overshoot(I(L1)) R
1.5
2.0A
选择执行Trace/Add子命令，并在屏幕上显示的Trace/Add
Trace设置框中，确定显示的特征值函数及自变量为： genrise(I(L1))，然后单击OK按钮，屏幕上显示出上升时间 与R的关系曲线。
选择执行Plot/Add Y Axis子命令，在电路性能分析显示窗口
再增加一根y轴，用于显示过冲特性。
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
= 0S = 10MS = 10.1MS = = = = =
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
= 0A = 0A = 1A = = = = =
I1 R1 {R}
L1 1H C1 1
I
AC = 1a
0
P ARAMET ERS :
R = 0.5
电路输入源采用Source库中的IPWL，0-10MS时没有电流，
1.0A
0A 0s I(L1)@9 Time 5s 10s 15s 20s
D1 Dbreak
V
out
V
V1 VOFF = 0 VA MPL = 310v FRE Q = 5 0 R1 100
0
D1 Dbreak
V
out
V
V1 VOFF = 0 VA MPL = 310v FRE Q = 5 0 R1 C2 {c1} 100
“/”。如果在模型参数的设置中未采用lot#,则表示该参数按
单独一个发生器产生的随机数变化。
补充知识： 模型参数的变化模式设置应根据实际情况确定。如果设计的
电路要用印刷电路板（PCB）装配，则不同PCB采用的元器
件参数将独立随机变化，因此应选用DEV。但是如果设计的 电路用于集成电路生产，由于工艺条件的变化，将会使一批 晶片上的元器件参数有一种同时增大或减小的趋势，这就应 该用LOT表示。但在集成电路生产中，同一晶片上不同管芯
RBIAS 20k
RC1 10k C1 out1 5p R1 Rbreak Q3 Q 2N2222 Q4 Q 2N2222 out2
RC2 10k
V
RS2 1k
V1
VAMPL = 0.1V FREQ = 5MEG V2
0
Q1 Q 2N2222 Q2 Q 2N2222 12V V3
0
VDD
VEE -12V
之间的参数又存在随机起伏，这就需要用DEV表示。这就是
说，对用于集成电路生产的电路设计进行MC分析时，对要 考虑其变化的参数，应同时采用LOT和DEV两种变化模式。
为了反映实际生产中元器件参数的分布变化情况，PSpice提供了 正态分布（又称高斯分布）和均匀分布两种分布函数，供用户选
用。在设置时，应在参数变化模式设置的后面紧跟代表选用分布
0
PARAMETERS:
c1 = 33 u
设置和运行参数分析(Parametric Sweep) 在Simulation Setting的Analysis type对话框中选择Time Domain(Transient)，在Options中选中Parametric Sweep：
400V
0V
-400V 0s 10ms V(D1:1) V(OUT) 20ms Time
Y Max Max Min Rise_edge Fall_edge
Y Max： Max： Min：
求出每个波形与额定运行值的最大差值 求出每个波形的最大值 求出每个波形的最小值
Rise_edge：找出第一次超出域值的波形
Fall_edge： 找出第一次低于域值的波形
More setting…：点击More Setting按钮，将弹出如下对话框
ORCAD PSPICE
温度分析Temperature (Sweep) 在Simulation Setting的Analysis type中选择AC Sweep/Noise，在Options中选中Temperature (Sweep)， 如下所示：
在指定的温度下分析
在指定的一系列 温度下进行分析
对下图差动放大电路进行温度分析。分析电路在27、40、 60度下的频响情况。AC Sweep的频率从1-1GHz，倍频采 样点为101。
40Hz V(OUT)
80Hz 120Hz V(D1:1) V(D1:1) Frequency
160Hz
200Hz
作
业
D1 Dbreak out R1 100 L1 Lbreak
V
V
V1 VOFF = 0 VA MP L = 310v FRE Q = 5 0
0
设置和运行Monte Carlo/Worst-Case 在Simulation Setting的Analysis type对话框中选择Time Domain (Transient)，在Options中选中Monte Carlo/Worst-Case: 选择进行蒙托卡诺分析 选择分析的输出节点 分析采样的次数
规律的关键词GAUSS（若选用正态分布）或UNIFORM（若选 用均匀分布）。在关键词前应加有斜杠符号“/”。 根据上述分析，在MC分析中描述元器件参数统计变化是在需考 虑其参数值变化的“参数名＝参数值”后面加上变化规律描述，
其一般格式为：
参数名＝参数值[DEV[lot#][/分布规律名]<变化值>[％]] + [LOT[/lot#][/分布规律名]<变化值>[％]]
0
PARAMETERS:
c1 = 33 u
C1为自己 取的名字, 大括号不 能省略
给电容赋值为{c1}
从SPECIAL库中取PARAM并编辑其属性
新属性 取名为 c1, 与 前面相 对应
D1 Dbreak
V
out
V
V1 VOFF = 0 VA MPL = 310v FRE Q = 5 0 R1 C2 {c1} 100
设置和运行参数分析(Parametric Sweep) 在Simulation Setting的Analysis type对话框中选择Time Domain(Transient)，在Options中选中Parametric Sweep：
参数分析的设置方法与DC Sweep的设置方法完全一样，只 是在DC Sweep时，把电路中的电感短路、电容开路。 例：以下图为例，下图是一个简单的RLC滤波器，将分析 在输入阶跃信号作用下，输出信号的上升时间以及过冲与 电阻R1的关系。
下面几个实例都是符合规定格式的正确表示。
IS=1E－9 DEV 0.5% LOT 10% C=1 DEV 5% R=1 DEV/GAUSS 1% LOT/UNIFORM 5% TC1=0.02 TC2=0.005
以下图为例
VDD
RBIAS 20k
RC1 10k C1 out1 5p R1 Rbreak Q3 Q 2N2222 Q4 Q 2N2222 out2
从10MS-10.1MS电流线性上升，直达1A，然后保持不变。
在瞬态分析下附带对全局参数变量R进行参数分析。瞬态分 析时间为0-20S，最大步长为100MS；参数分析采用线性变 化，从0.5-1.5欧姆，增量为0.1。 完成分析参数设置后，首先按常规方法进行模拟分析，然后
在Probe窗口中调入参数扫描分析的全部11批数据。用户可
一些字符。例如双极晶体管符号名又分为代表横向PNP（LPNP）的
QBREAKL，代表NPN晶体管的QBREAKN等，代表PNP管的QBREAKP等。
蒙托卡诺分析中元器件参数偏差设置
进行统计分析时，其参数变化的那些元器件必须改用
BREAKOUT库中的符号。 对这些元器件符号，再在其模型参数的设置中，在需要考虑 参数变化的那些模型参数常规设置项“参数名＝参数值”的 后面，添加下面介绍的设置，具体描述该参数的变化。
400V
30ms
40ms
50ms
200V
0V 0Hz
50Hz 100Hz V(D1:1) V(OUT)
150Hz Frequency
200Hz
250Hz
300Hz
400V
0V
-400V 0s
400V
10ms V(OUT)
20ms V(D1:1) Time
30ms
40ms
50ms
200V
0V 0Hz
由于一个电路中可能有多个元器件共用一个模型，如果在
MC分析中每次分析时的随机抽样方式是这几个元器件值按 同一个分布规律变化相同的值，则用关键词LOT表示。如果 这几个元器件值各自独立变化，则用关键词DEV表示。
每次分析中的抽样是按照随机数发生器产生的随机数进行的。
PSpice对LOT和DEV两种发生器均提供有10个编号的随机数 发生器，用0,…,9表示。 如果希望同一个模型中的几个模型参数甚至不同模型间的模 型参数按同一组随机数产生的随机数抽样，只需要在这几个 模型参数的设置中，在LOT或DEV后面紧跟同一个编号的 lot#，其中lot#为0,…,9中的某一数字，在lot#前需加斜杠符号
把属性按图修改，然后存盘并退出。 蒙托卡诺分析的输出节点设为V(out2)，采样次数为20，保存 所有数据，参数分布为平均分布，随机种子值采用默认值。
0
VEE
10V
分析结果如下
5V
0V 1.1Hz
1.0KHz V(OUT2) Frequency
1.0MHz
1.0GHz
三条波形对应于三个不同的温度下电路对V(out2)节点的增益
1.2mA
0.8mA
0.4mA
0A 0V 2.0V IC(Q1) 4.0V V_V2 6.0V 8.0V
三条波形对应于三个不同的温度下的Ic
选择显示某一批分析数据，以查看分析结果。
例如，选择执行Trace/Add Trace子命令，并在Trace/Add Trace设置框中指定显示的信号为：I(L1)@9，即显示第9批 分析中(对应R1＝1.5)，流过电感L1的电流。
1.5A
1.0A
0.5A
0A 0s I(L1)@9 Time 5s 10s 15s 20s
蒙托卡诺分析的参数选项 保存数据的方式
使用的器件偏差分布情况 （正态、均匀或自定义） 蒙托卡诺分析的随机种子值
设置和运行Monte Carlo/Worst-Case
最坏情况分析
最坏情况分析的参数选项 分析的偏差对象 是否将每次灵敏度 分析的结果保存 入.OUT输出文件
起作用的偏 差器件对象
More setting…：点击More Setting按钮，将弹出如下对话框
其中“参数名”即为要考虑其参数变化的模型参数名称。“参数
值”为该模型参数的中心值，或标称值。上述格式中用方括号括 起来的表示并非一定要给出。DEV、LOT为关键词，表示参数变 化模式。lot#可取0，…,9，分布规律名可以是GAUSS， UNIFORM或用户定义的分布函数名。注意这两项（lot＃和分布 规律名）赋值前面的斜杠符号不可少，且斜杠号前后均不应留空 格。
RC2 10k
V
RS2 1k
V1
V
VAMPL = 0.1V FREQ = 5MEG
0
Q1 Q 2N2222 Q2 Q 2N2222 V2 VDD 12V V3 VEE -12V VEE
0
0
将电阻RS1替换为breakout库中的电阻Rbreak，并选中该器件， 点击Edit>Pspice Model，编辑修改：
设置域值 定义参数允许的变化范围 设定最坏情况分析的趋向
是否在输出文件里列出模型参数的值
蒙托卡诺分析中元器件参数偏差设置
注意：运行蒙托卡诺分析的前提条件是:元器件必须含有偏差属性。
• 设置方法如下：
为了适应统计分析中模型参数要在一定范围内变化的要求，PSpice中专门提
供了统计分析用的元器件符号库，其名称为BREAKOUT。 •库中无源元器件符号命名：关键字母后＋BREAK：如电阻、电容和电 感符号的名称分别为RBREAK、CBREAK和LBREAK。 •对半导体有源器件，为了进一步区分其不同类别，在BREAK后还可再加
“上升时间”以及“过冲”性能分析：
选择执行Plot/X Axis Settings子命令，并在屏幕上显示的x
轴设置框的Processing Options子框内，选中“电路性能分 析(Performance Analysis)”，然后单击OK按钮，启动电路 性能分析过程。屏幕上出现电路性能分析显示窗口，x轴成 为参数扫描分析中的变量，即电阻R。
重复上述步骤(b)，确定显示的特征值函数及自变量为 Overshoot(I(L1))，然后单击OK按钮，屏幕上增加显示过冲 与R的关系曲线，结果如下图所示。
1
4.0
2
40
2.0
20 SEL>> 0 0.5 1
0
GenRise(I(L1))
1.0 2 Overshoot(I(L1)) R
1.5
2.0A
选择执行Trace/Add子命令，并在屏幕上显示的Trace/Add
Trace设置框中，确定显示的特征值函数及自变量为： genrise(I(L1))，然后单击OK按钮，屏幕上显示出上升时间 与R的关系曲线。
选择执行Plot/Add Y Axis子命令，在电路性能分析显示窗口
再增加一根y轴，用于显示过冲特性。
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8
= 0S = 10MS = 10.1MS = = = = =
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8
= 0A = 0A = 1A = = = = =
I1 R1 {R}
L1 1H C1 1
I
AC = 1a
0
P ARAMET ERS :
R = 0.5
电路输入源采用Source库中的IPWL，0-10MS时没有电流，
1.0A
0A 0s I(L1)@9 Time 5s 10s 15s 20s
D1 Dbreak
V
out
V
V1 VOFF = 0 VA MPL = 310v FRE Q = 5 0 R1 100
0
D1 Dbreak
V
out
V
V1 VOFF = 0 VA MPL = 310v FRE Q = 5 0 R1 C2 {c1} 100
“/”。如果在模型参数的设置中未采用lot#,则表示该参数按
单独一个发生器产生的随机数变化。
补充知识： 模型参数的变化模式设置应根据实际情况确定。如果设计的
电路要用印刷电路板（PCB）装配，则不同PCB采用的元器
件参数将独立随机变化，因此应选用DEV。但是如果设计的 电路用于集成电路生产，由于工艺条件的变化，将会使一批 晶片上的元器件参数有一种同时增大或减小的趋势，这就应 该用LOT表示。但在集成电路生产中，同一晶片上不同管芯