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pspice电子线路辅助设计 主讲人：徐莹隽主讲人：徐莹隽 第一部分 计算机辅助电路分析基础计算机辅助电路分析基础 计算机辅助电路设计的特点 l l 电路规模可以从简单到复杂电路规模可以从简单到复杂 l l 电路的计算精度非常高电路的计算精度非常高 l l 提高了设计效率，减少了设计周期提高了设计效率，减少了设计周期 l l 可以进行极限状态和最坏情况分析可以进行极限状态和最坏情况分析 l l 可以进行容差分析和优化设计可以进行容差分析和优化设计 电 路 设 计 流 程 常见电路网络 l l 线性电阻网络线性电阻网络 l l 线性动态网络线性动态网络 l l 非线性电阻网络非线性电阻网络 l l 非线性动态网络非线性动态网络 常见电路分析内容 l l 直流分析直流分析 求线性电阻网络的直流解，给出节点及支求线性电阻网络的直流解，给出节点及支 路的电压和电流值，给出直流功耗。路的电压和电流值，给出直流功耗。 l l 工作点分析工作点分析 求出非线性网络的静态工作点，对动态网求出非线性网络的静态工作点，对动态网 络求出初始条件、偏置或平衡状态下的工作络求出初始条件、偏置或平衡状态下的工作 点（将网络中的所有电容开路，电感短路得点（将网络中的所有电容开路，电感短路得 到的）。这些也是非线性网络的直流解到的）。这些也是非线性网络的直流解 l l 驱动点分析驱动点分析 求出非线性电阻网络的驱动点电流和驱动求出非线性电阻网络的驱动点电流和驱动 点电压之间的关系，这也是网络的直流解。点电压之间的关系，这也是网络的直流解。 常见电路分析内容 l l 传输函数分析传输函数分析 求出电阻网络的输出电压或电流和输入电求出电阻网络的输出电压或电流和输入电 压或电流之间的关系，可得到网络的输入阻压或电流之间的关系，可得到网络的输入阻 抗和输出阻抗。这也是网络的直流解抗和输出阻抗。这也是网络的直流解 l l 交流分析交流分析 求出线性网络的频率响应特性，即频域分求出线性网络的频率响应特性，即频域分 析。对非线性网络进行小信号交流特性分析析。对非线性网络进行小信号交流特性分析( ( 将非线性元件在工作点处线性化，然后分析将非线性元件在工作点处线性化，然后分析 这个被线性化电路的稳态交流响应这个被线性化电路的稳态交流响应) )。可得到。可得到 网络的幅频特性与相频特性，得到在给定频网络的幅频特性与相频特性，得到在给定频 率下的输入与输出阻抗等。对非线性动态网率下的输入与输出阻抗等。对非线性动态网 络可求出有输入或无输入时的稳态周期解络可求出有输入或无输入时的稳态周期解 常见电路分析内容 l l 瞬态分析瞬态分析 对动态网络进行时域分析，求出其瞬态对动态网络进行时域分析，求出其瞬态 响应。响应。( (在用户或程序确定的初始条件下。在用户或程序确定的初始条件下。 在有或无输入信号时，求出随时间变化的输在有或无输入信号时，求出随时间变化的输 出波形。）出波形。） l l 噪声分析噪声分析 对线性网络进行频域或时域的等效输入对线性网络进行频域或时域的等效输入 噪声和输出噪声特性分析噪声和输出噪声特性分析( (将噪声源作为输将噪声源作为输 入，求这时的交流解或瞬态解入，求这时的交流解或瞬态解) ) l l 温度特性分析温度特性分析 求出在各种温度网络的各种特性求出在各种温度网络的各种特性 常见电路分析内容 l l 灵敏度分析灵敏度分析 计算电路中元件参数变化时对输出量的影计算电路中元件参数变化时对输出量的影 响。灵敏度分析可在直流工作情况下进行，响。灵敏度分析可在直流工作情况下进行， 也可在交流和瞬态工作条件下进行。也可在交流和瞬态工作条件下进行。 l l 容差分析容差分析 在元件参数各自的容差范围内求出对电路在元件参数各自的容差范围内求出对电路 特性的影响特性的影响pspicepspice中可用蒙特卡罗分析中可用蒙特卡罗分析 对直流，交流和瞬态特性进行容差分析对直流，交流和瞬态特性进行容差分析 l l 最坏情况分析最坏情况分析 求电路特性的最坏情况求电路特性的最坏情况( (在电路元件参数在电路元件参数 取最坏的极端值时求电路的特性）取最坏的极端值时求电路的特性） 常见电路分析内容 l l 付里叶分析付里叶分析 在给定频率下对网络进行瞬态分析。在给定频率下对网络进行瞬态分析。 将得到的输出波形再做频谱分析求出输将得到的输出波形再做频谱分析求出输 出变量的基频和谐波量。出变量的基频和谐波量。 l l 失真分析失真分析 求电路在小信号条件下的失真特性。求电路在小信号条件下的失真特性。 电 路 模 拟 程 序 构 成 第二部分 pspicepspice程序基础程序基础 spcie和pspice l l s simulation imulation p program with rogram with i integrated ntegrated c circuit ircuit e emphasismphasis l l 19721972年由加州大学伯克利分校开发完成年由加州大学伯克利分校开发完成 l l 程序代码完全开放，用户可以根据需要修改程序代码完全开放，用户可以根据需要修改 l l 19881988年年spicespice成为美国国家标准成为美国国家标准 l l 19841984年年microsimmicrosim公司开发完成公司开发完成pspicepspice成为第一个成为第一个 用于用于pcpc平台的平台的spicespice模拟器模拟器 l l 通用电路模拟技术及软件应用通用电路模拟技术及软件应用spicespice和和pspicepspice 姚立真姚立真 小信号单级放大器 程 序 清 单 example1: simple amplifierexample1: simple amplifier .lib bipolar.lib.lib bipolar.lib v1 1 0 ac 1 sin(0 10m 1k)v1 1 0 ac 1 sin(0 10m 1k) r1 1 2 1kr1 1 2 1k c1 2 3 10uc1 2 3 10u r2 4 3 50kr2 4 3 50k r3 3 0 10kr3 3 0 10k r7 4 5 3kr7 4 5 3k *included a bipolar*included a bipolar q1 5 3 6 q2n2222aq1 5 3 6 q2n2222a r8 6 0 1kr8 6 0 1k c2 6 0 100uc2 6 0 100u c3 5 7 10uc3 5 7 10u r6 7 0 1kr6 7 0 1k v2 4 0 dc 12vv2 4 0 dc 12v .tran 1us 10ms.tran 1us 10ms .probe .probe .end.end “标题标题”，由任意字符串，由任意字符串 构成作为打印的标题，但构成作为打印的标题，但 必须要有。必须要有。 载入库文件，此处载入的载入库文件，此处载入的 是三极管的库文件是三极管的库文件 电路特性分析的控制电路特性分析的控制 语句：包括定义的模语句：包括定义的模 型语言性能分析语句型语言性能分析语句 和输出控制语句。和输出控制语句。 结束语句，表结束语句，表 示程序结束示程序结束 注释语句：是用户对程序注释语句：是用户对程序 运算和分析时加以说明的运算和分析时加以说明的 语句，其一股形式为语句，其一股形式为 * *字符串字符串 电路的描述语句：包括电路的描述语句：包括 定义电路拓扑和元件值定义电路拓扑和元件值 的元件，半导体器件，的元件，半导体器件， 电源等描述语句。其位电源等描述语句。其位 置在描述语句的第二行置在描述语句的第二行 与最后结束语句行之间与最后结束语句行之间 的任何地方。的任何地方。 输入描述语句 l l 输入描述由若干条输入描述语句构成，语句中的信息输入描述由若干条输入描述语句构成，语句中的信息 由字母字符串组成的名字段、数字段和分隔符构成。由字母字符串组成的名字段、数字段和分隔符构成。 l l 名字段名字段( (名称名称) )：其第一个字：其第一个字1616必须是字母必须是字母a a至至z z，其它其它 没有任何限制。在描述元件时第一个字必须是指定的没有任何限制。在描述元件时第一个字必须是指定的 元件器件类型字母元件器件类型字母 l l 数字段数字段( (数值数值) )：可以是整数、浮点数、整数或浮点数后：可以是整数、浮点数、整数或浮点数后 面跟整数指数和整数或浮点数后面跟比例因子表示面跟整数指数和整数或浮点数后面跟比例因子表示 l l 比例因子比例因子：有十种比例因子，它们的符号和代表的值：有十种比例因子，它们的符号和代表的值 为为： t t1e121e12、gg1e91e9、megmeg1e61e6、kk1e31e3、milmil 25.425.4e e-6-6、mm1e1e-3-3、u u1e1e-6-6、n n1e-1e-9 9、p p1e1e1212 、f f1e1e1515 输入描述语句 l l 分隔符分隔符：包括空格、逗号、等号、左括号或右括号等：包括空格、逗号、等号、左括号或右括号等 l l 续行号续行号：若一行信息表达不完，可在第二行的第一列：若一行信息表达不完，可在第二行的第一列 上打一个上打一个“ “十十” ”号以表示该行语句是上一语句的继续。号以表示该行语句是上一语句的继续。 l l 单位单位：包括米、千克、秒等。单位后缀在程序中是被：包括米、千克、秒等。单位后缀在程序中是被 忽略的。任何非比例因子后缀字母都可用作单位后缀忽略的。任何非比例因子后缀字母都可用作单位后缀 。 l l 方向方向：采用常用习惯标准，即规定支路电流的正方向：采用常用习惯标准，即规定支路电流的正方向 和支路电压假定的正方向一致。和支路电压假定的正方向一致。 l l 节点编号节点编号；一般取任意的正整数，不能为负数，但也；一般取任意的正整数，不能为负数，但也 可以是任意字母数字串，可以是不连接的。接地点一可以是任意字母数字串，可以是不连接的。接地点一 定是编号为零的参考点，这是事先定义好的，意为接定是编号为零的参考点，这是事先定义好的，意为接 地或共同节点。节点地或共同节点。节点“ “0”0”或或“ “000”000”是等效的。是等效的。 第三部分 pspicepspice元器件描述语句元器件描述语句 元件描述（电阻） l l 语句格式语句格式 r(name) nr(name) n+ + n- n- modnamemodname value value l l 例例: :r1 1 2 100r1 1 2 100 rf 4 5 rmod 12krf 4 5 rmod 12k l l n+n+和和n-n-是电阻所连接的正、负两个节点号。当电阻上是电阻所连接的正、负两个节点号。当电阻上 为正电压时，电流从为正电压时，电流从n n+ +节点流出通过电阻流入节点流出通过电阻流入n-n-节点节点 。 l l modnamemodname为模型名，其内容由为模型名，其内容由. .modelmodel语句给语句给 出。出。 l l valuevalue是电阻值，单位为欧姆，可正可负，但不能为零是电阻值，单位为欧姆，可正可负，但不能为零 。 l l pspicepspice元器件描述元器件描述 元件模型和描述（电容） l l 语句格式语句格式 c(name) nc(name) n+ + n- n- modnamemodname value ic=v0 value ic=v0 l l 例例: :c1 1 2 10uc1 1 2 10u cloadcload 4 5 cmod 10p 4 5 cmod 10p l l n+n+和和n-n-是电容所连接的正、负两个节点号。当电容上是电容所连接的正、负两个节点号。当电容上 为正电压时，电流从为正电压时，电流从n n+ +节点流出通过电容流入节点流出通过电容流入n-n-节点节点 。 l l modnamemodname为模型名，内容由为模型名，内容由. .modelmodel语句给出语句给出 。 l l valuevalue是电容值，单位法拉，可正可负，但不能为零。是电容值，单位法拉，可正可负，但不能为零。 l l icic定义了电容的初始（时间为定义了电容的初始（时间为0 0）电压）电压v0v0。注意只有注意只有 在瞬态分析语句在瞬态分析语句. .trantran中的任选项关键字中的任选项关键字uicuic规定时规定时 ，icic规定的初始条件才起作用。规定的初始条件才起作用。 元件模型和描述（电感） l l 语句格式语句格式 l(name) nl(name) n+ + n- n- modnamemodname value ic=i0 value ic=i0 l l 例例: :l1 1 2 10ul1 1 2 10u la 4 5 lmod 10mla 4 5 lmod 10m l l n+n+和和n-n-是电感所连接的正、负两个节点号。当电感上是电感所连接的正、负两个节点号。当电感上 为正电压时，电流从为正电压时，电流从n n+ +节点流出通过电感流入节点流出通过电感流入n-n-节点节点 。 l l modnamemodname为模型名，其内容由为模型名，其内容由. .modelmodel语句给出语句给出 。 l l valuevalue是电感值，单位亨利，可正可负，但不能为零。是电感值，单位亨利，可正可负，但不能为零。 l l icic定义了电感的初始（时间为定义了电感的初始（时间为0 0）电流）电流i01i01。注意只有注意只有 在瞬态分析语句在瞬态分析语句. .trantran中的任选项关键字中的任选项关键字uicuic规定时规定时 ，icic规定的初始条件才起作用。规定的初始条件才起作用。 元件模型和描述（互感） l l 语句格式语句格式 k(name) l(1k(name) l(1 st st name) name) l(2l(2nd nd name) value name) value l l 例例: :l1 1 2 0.5mhl1 1 2 0.5mh l2 4 5 0.5mhl2 4 5 0.5mh k1 l1 l2 0.9999k1 l1 l2 0.9999 l l 其中其中l(1l(1 st st name) name) 和和l(2l(2nd nd name) name) 是两个耦合电感的名是两个耦合电感的名 字，字，valuevalue是耦合系数是耦合系数kk的值，它必须大于零且小于或的值，它必须大于零且小于或 等于等于1 1，其耦合规则采用通常的在每个电感的第一个节，其耦合规则采用通常的在每个电感的第一个节 点上加上一个点上加上一个“ “” ”作为极性端。作为极性端。 l l 为非线性磁心模型名，为非线性磁心模型名， 缺缺 省值为省值为1 1，它用来衡量磁横截面大小的，它代表的是薄，它用来衡量磁横截面大小的，它代表的是薄 片的层数。因此对每种薄片只需有一种模型语句。片的层数。因此对每种薄片只需有一种模型语句。 在语句中如果给出了在语句中如果给出了 ，此此 时就会有以下四个变化：时就会有以下四个变化： (1)(1)相互耦合的电感器变成了一个非线性磁相互耦合的电感器变成了一个非线性磁 芯器件，磁芯的磁通量的磁场强度芯器件，磁芯的磁通量的磁场强度bhbh特性特性 可用可用jilsjilsathertonatherton模型分析。模型分析。 (2)(2)电感器成了电感器成了“线圈线圈”，故原来设定为电，故原来设定为电 感的值现在要设定为线圈匝数。感的值现在要设定为线圈匝数。 (3)(3)电感器清单里可能只有一个电感器。电感器清单里可能只有一个电感器。 (4)(4)模型语句需设定模型参数。模型语句需设定模型参数。 元件模型和描述（无损传输线 ） l l 语句格式语句格式 t(name) na+ na- nb+ nb- z0= t(name) na+ na- nb+ nb- z0= + td= f= nl=+ td= f= nl= l l t(name) t(name) 为传输线名字，为传输线名字，na+ na-na+ na-为输入端口节点，为输入端口节点， nb+ nb-nb+ nb-为输出端口节点，为输出端口节点， na+ nb+na+ nb+定义为正节点，定义为正节点， na- nb-na- nb-定义为负节点。正电流从定义为负节点。正电流从na+ na+ 流向流向na-na-，从从 nb+nb+流向流向 nb- nb- 。z0z0为特性阻抗为特性阻抗 l l 传输线长度可用两种形式表示，一种是由传输线的延传输线长度可用两种形式表示，一种是由传输线的延 迟迟tdtd决定的；另一种是给出一个频率决定的；另一种是给出一个频率f f和参数和参数nlnl来确来确 定，定，nlnl是在频率为是在频率为f f时相对于传输线波长归一化的传时相对于传输线波长归一化的传 输线电学长度若规定了输线电学长度若规定了f f而未给出而未给出nlnl，则认为则认为nlnl 0.250.25，即即f f是是1 14 4波长时的频率。波长时的频率。 元件模型和描述（压控开关） l l 语句格式语句格式 s(name) n+ n- nc+ nc- l l 例子：例子：s1 6 5 4 0 smod1s1 6 5 4 0 smod1 l l 节点节点n n+ +和和n n- -分别是开关的正和负节点，分别是开关的正和负节点，ncnc+ + 和和ncnc- -分别是控制的正和负节点分别是控制的正和负节点 l l 是模型名，由是模型名，由. .modelmodel语句说明语句说明 。 元件模型和描述（流控开关） l l 语句格式语句格式 w(name) n+ n- vn l l 例子：例子：w1 6 5 vin wmod1w1 6 5 vin wmod1 l l 节点节点n n+ +和和n n- -分别是开关的正和负节点，分别是开关的正和负节点，vnvn 是控制电流流过的电压源是控制电流流过的电压源 l l 是模型名，由是模型名，由. .modelmodel语句说语句说 明。明。 元件描述（二极管） l l 语句格式：语句格式： d(name) nd(name) n+ + n- vd l l 例：例：d1 3 4 dmod1d1 3 4 dmod1 l l 其中其中n n+ +和和n n- -分别是二极管的正负节点，正电流分别是二极管的正负节点，正电流 从正节点流出，通过二极管流入负节点。从正节点流出，通过二极管流入负节点。 l l 是模型名，可由用户自行选定。是模型名，可由用户自行选定。 areaarea是面积因子，是面积因子，offoff规定在直流分析时在规定在直流分析时在 器件上所加初始条件为关态。如未指定器件上所加初始条件为关态。如未指定areaarea 则缺省值为则缺省值为1.01.0。若瞬态分析不要求从静态工作若瞬态分析不要求从静态工作 点开始，就可规定点开始，就可规定icicvdvd为初始条件。为初始条件。 元件描述（三极管） l l 语句格式：语句格式： q(name) nc nb ne vbe,vce l l 例：例：q1 3 4 5 qmod1q1 3 4 5 qmod1 l l 其中其中ncnc，nbnb，nene，nsns分别是集电极、基极、发分别是集电极、基极、发 射极和衬底的节点。射极和衬底的节点。nsns是可选项，若未规定则认为是可选项，若未规定则认为 nsns接地。接地。 l l 是模型名，可由用户自行选定。是模型名，可由用户自行选定。areaarea 是面积因子，是面积因子，offoff规定在直流分析时在器件上所加规定在直流分析时在器件上所加 初始条件为关态。如未指定初始条件为关态。如未指定areaarea则缺省值为则缺省值为1.01.0。 若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定icic vbe,vcevbe,vce为初始条件。为初始条件。 元件描述（jfet） l l 语句格式：语句格式： j(name) nd ng ns vds,vgs l l 例：例：j1 3 4 5 jmod1j1 3 4 5 jmod1 l l 其中其中ndnd，ngng，nsns是漏极、栅极、源极的节点。是漏极、栅极、源极的节点。 l l 是模型名，可由用户自行选定。是模型名，可由用户自行选定。areaarea 是面积因子，是面积因子，offoff规定在直流分析时在器件上所加规定在直流分析时在器件上所加 初始条件为关态。如未指定初始条件为关态。如未指定areaarea则缺省值为则缺省值为1.01.0。 若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定若瞬态分析不要求从静态工作点开始，就可规定icic vds,vgsvds,vgs为初始条件。为初始条件。 元件描述（mosfet） l l 语句格式：语句格式： m(name) nd ng ns nb + + + + + + + + + + vds,vgs,vbs l l 例：例：m1 3 4 5 mmod1m1 3 4 5 mmod1 l l 其中其中ndnd，ngng，ns,nbns,nb是漏极、栅极、源极和衬底的是漏极、栅极、源极和衬底的 节点。节点。 是模型名，可由用户自行选定。是模型名，可由用户自行选定。 l l和和ww分别是沟道的长和宽，单位为米。分别是沟道的长和宽，单位为米。adad和和 asas是漏和源扩散区的面积，单位为平方米，是漏和源扩散区的面积，单位为平方米，pdpd和和psps 分别是漏结和源结的周长，单位米。分别是漏结和源结的周长，单位米。l l、ww缺省值为缺省值为 100100mmmm ，adad、asas的缺省值为零。的缺省值为零。nrdnrd和和nrsnrs分别分别 是漏和源扩散区等效的方块数，该值乘以是漏和源扩散区等效的方块数，该值乘以 . .modelmodel 语名中规定的薄层电阻语名中规定的薄层电阻rshrsh，就可计算出每个晶体就可计算出每个晶体 管漏和源的寄生串联电阻。管漏和源的寄生串联电阻。nrgnrg和和nrbnrb为栅极和衬为栅极和衬 底扩散区的方块数。底扩散区的方块数。pdpd和和psps缺省值为缺省值为0 0，nrdnrd和和 nrsnrs缺省值是缺省值是1, 1,nrgnrg和和nrbnrb缺省值为缺省值为0 0。mm是与器件是与器件 面积有关的面积有关的“ “倍数倍数” ”，它模拟了多个器件并联的效应，它模拟了多个器件并联的效应 。mosfetmosfet的有效宽度，结和覆盖电容，结电流要的有效宽度，结和覆盖电容，结电流要 乘乘mm，寄生电阻值寄生电阻值( (如如rdrd，rs)rs)要除以要除以mm。 元件描述（gaas fet） l l 语句格式：语句格式： b(name) nd ng ns vds,vgs l l 例：例：b1 3 4 5 bmod1b1 3 4 5 bmod1 l l 其中其中ndnd，ngng，nsns是漏极、栅极、源极的节点是漏极、栅极、源极的节点 。 l l 是模型名，可由用户自行选定。是模型名，可由用户自行选定。 areaarea是面积因子，是面积因子，offoff规定在直流分析时在规定在直流分析时在 器件上所加初始条件为关态。如未指定器件上所加初始条件为关态。如未指定areaarea 则缺省值为则缺省值为1.01.0。若瞬态分析不要求从静态工作若瞬态分析不要求从静态工作 点开始，就可规定点开始，就可规定icicvds,vgsvds,vgs为初始条件为初始条件 。 元件描述（数字器件） l l 语句格式：语句格式： u(name) u(name) （ ） + + +i/o model) name +=(delay select) value + l l 例：例：u1 nand(2) 1 2 10 do_gate i/o_petu1 nand(2) 1 2 10 do_gate i/o_pet 基本类型基本类型 基本类型基本类型 参数参数 时域模型，包括上时域模型，包括上 升时间、下降时间升时间、下降时间 、传输延时等、传输延时等 输入输出模型名，描输入输出模型名，描 述负载和驱动特性述负载和驱动特性 延迟选择延迟选择 i/oi/o界面模界面模 型选择型选择 例子：例子： 1 1、uclock stim(1,1) out1 io_stmuclock stim(1,1) out1 io_stm +0+0s 0s 0 +label=startloop+label=startloop + +5ns 1+ +5ns 1 + +5ns 0+ +5ns 0 + +5ns goto startloop 1 times+ +5ns goto startloop 1 times 例子：例子： 2 2、 uioi stim(4,4) in1 in2 in3 in4 uioi stim(4,4) in1 in2 in3 in4 +io_stm timestep=1ns+io_stm timestep=1ns +0+0s 0s 0 +label=startloop+label=startloop + 10c 1+ 10c 1 + 20c a+ 20c a + +5ns 0+ +5ns 0 + 30c goto startloop 1 times+ 30c goto startloop 1 times + +10c 1+ +10c 1 例子：例子： 3 3、 uex5 stim ( 16, 4444 ) $g_dpwr $g_dgnduex5 stim ( 16, 4444 ) $g_dpwr $g_dgnd + 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1+ 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 + io_stm timestep = 10ns+ io_stm timestep = 10ns + 0s 0000+ 0s 0000 + label=startloop+ label=startloop + 10c incr by 0001+ 10c incr by 0001 + 20c goto startloop until ge 000a+ 20c goto startloop until ge 000a l l 语句格式：语句格式： u(name) stim (,u(name) stim (,） + + +,+, +(label name) + goto times+ goto times + + goto until gt goto until gt + + goto until ge goto until ge + + goto until lt goto until lt + + goto until le goto until le + + incr by incr by + + decr by decr by 元件描述（数字激励源） 激励器件输出信激励器件输出信 号或节点数目号或节点数目 信号（节点）数指定的一个数字信号（节点）数指定的一个数字 序列。序列。1 1表示二进制，表示二进制，3 3表示表示8 8进进 制，制，4 4表示表示1616进制进制 数字输出节点数字输出节点 ( (时间时间) )前缀：前缀：“ “十十” ” 如果在前面直接加如果在前面直接加 十十” ”，那么就假定该时间是，那么就假定该时间是 用来说明相对于前一时间参考点的相对时间，如用来说明相对于前一时间参考点的相对时间，如 果前面不加果前面不加“ “十十” ”，则就假定该时间是相对于，则就假定该时间是相对于0 0的的 绝对时间。绝对时间。 后缀：后缀：s s表示秒，表示秒，c c表示步表示步( (周期周期) )，步长是由该，步长是由该 激励源的激励源的timesteptimestep参数的值来确定的。参数的值来确定的。 每个节点的值每个节点的值( (0 0，1 1，x x 或或z)z) 元件描述（独立电压源） l l 语句格式：语句格式： v(name) nv(name) n+ + n- n- + +ac (magnitude value) (phase value) + + + + l l 例：例：vccvcc 3 0 dc 6v 3 0 dc 6v vin vin 1 0 dc 2 ac 1 30 sin(0 2v 10khz)1 0 dc 2 ac 1 30 sin(0 2v 10khz) l l 其中其中n n+ +和和n n- -分别是独立电压源的正负节点，正分别是独立电压源的正负节点，正 电流从正节点进入独立电压源流入负节点。电流从正节点进入独立电压源流入负节点。 元件描述（独立电流源） l l 语句格式：语句格式： i(name) ni(name) n+ + n- n- + +ac (magnitude value) (phase value) + + + + l l 例：例：i1 3 0 dc 6vi1 3 0 dc 6v iiniin 1 0 dc 2 ac 1 30 sin(0 2v 10khz) 1 0 dc 2 ac 1 30 sin(0 2v 10khz) l l 其中其中n n+ +和和n n- -分别是独立电流源的正负节点，电分别是独立电流源的正负节点，电 流从正节点流入独立电流源，从负节点流出。流从正节点流入独立电流源，从负节点流出。 独立电流源不必接地独立电流源不必接地 元件描述（指数源） l l 一般形式：一般形式： exp(v1 v2 trd trc tfd tfc)exp(v1 v2 trd trc tfd tfc) v1v1初始电压初始电压 v2v2峰值电压峰值电压 trdtrd 上升延时时间上升延时时间 trctrc 上升时间常数上升时间常数 tfdtfd 下降延时时间下降延时时间 tfctfc 下降时间常数下降时间常数 元件描述（脉冲源） l l 一般形式：一般形式： pulse(v1 v2 td tr tf pw per)pulse(v1 v2 td tr tf pw per) v1v1初始电压初始电压 v2v2脉冲电压脉冲电压 tdtd延迟时间延迟时间 trtr上升时间上升时间 tftf下降时间下降时间 pwpw脉冲宽度脉冲宽度 perper 脉冲周期脉冲周期 元件描述（分段线性源） l l 一般形式：一般形式： pwl (t1 v1 t2 v2 .tn vn)pwl (t1 v1 t2 v2 .tn vn) titi时间点时间点 vivi该时间点电压值该时间点电压值 元件描述（单频调频源） l l 一般形式：一般形式： sffm (v0 va fc mod fs)sffm (v0 va fc mod fs) v=vv=v 0 0 + +v va a sinsin(2(2 f f c c t t)+)+msinmsin(2(2 f f s s t t) ) v0v0偏置电压偏置电压 vava电压振幅电压振幅 fcfc载波频率载波频率 modmod调制系数调制系数 fsfs信号频率信号频率 元件描述（正弦源） l l 一般形式：一般形式： sin (v0 va freq td alpha theta)sin (v0 va freq td alpha theta) v=vv=v 0 0 + +v va a e e - -(t-td)(t-td)sin2 sin2 f f(t-td)-(t-td)- v0v0偏置电压偏置电压 vava电压振幅电压振幅 freq freq 频率频率 td td 延迟时间延迟时间 alphaalpha阻尼因子阻尼因子 theta theta 相位延迟相位延迟 元件描述（多项式源） l l 一般形式：一般形式： poly(n) n1poly(n) n1+ + n1- n2n1- n2+ + n2- n2- nnnn+ + nnnn- +p0 p1 pm- +p0 p1 pm n=1:n=1: y=py=p 0 0 +p+p 1 1 a+pa+p 2 2a a 2 2 + p+ p 3 3a a 3 3 + + p p n na a n n n=2: n=2: y= py= p 0 0 +p+p 1 1 a+ pa+ p 2 2 b+ pb+ p 3 3a a 2 2 + p+ p 4 4 ab+ pab+ p 5 5b b 2 2 + p+ p 6 6a a 3 3+ + p p7 7a a2 2 b+ pb+ p 8 8 abab 2 2 + p+ p 9 9b b 33 n=3: n=3: y= py= p 0 0 +p+p 1 1 a+ pa+ p 2 2 b + pb + p 3 3 c+ pc+ p 4 4a a 2 2 + p+ p 5 5 ab+ pab+ p 6 6 ac + pac + p 7 7b b 2 2 + p+ p 8 8 bc + pbc + p 9 9c c 2 2 + p + p10 10 a a3 3 + p+ p11 11 a a2 2 b+ pb+ p12 12 a a2 2 c c + p+ p13 13ab ab 2 2 + p+ p14 14abc + p abc + p15 15ac ac 2 2 + p+ p16 16 b b3 3 + p+ p17 17 b b2 2 c c + p+ p18 18 bcbc 2 2 + p+ p19 19 c c3 3 + + p p 2020 a a4 4 + + 元件描述（线性受控电压源） l l 语句格式：语句格式： 电压控制电压源电压控制电压源 e(name) ne(name) n+ + n- ncn- nc+ + nc- nc- 电流控制电压源电流控制电压源 h(name) nh(name) n+ + n- vn ) value l l 例：例：e1 3 4 1 0 6e1 3 4 1 0 6 hinhin 1 0 1 0 vinvin 2 2 l l 其中其中n n+ +和和n n- -分别是电压源的正负节点，分别是电压源的正负节点， ncnc+ +和和 ncnc- -分别是控制电压源的正负节点。分别是控制电压源的正负节点。vnvn为控制电流为控制电流 流过的电压源流过的电压源 元件描述（线性受控电流源） l l 语句格式：语句格式： 电压控制电流源电压控制电流源 g(name) ng(name) n+ + n- ncn- nc+ + nc- value 电流控制电流源电流控制电流源 f(name) nf(name) n+ + n- vn n- vn l l 例：例：g1 3 4 1 0 6g1 3 4 1 0 6 fin 1 0 fin 1 0 vinvin 2 2 l l 其中其中n n+ +和和n n- -分别是电压源的正负节点，分别是电压源的正负节点， ncnc+ +和和ncnc- - 分别是控制电压源的正负节点分别是控制电压源的正负节点, , vnvn为控制电流流过的为控制电流流过的 电压源电压源 元件描述（非线性受控电压源 ） l l 语句格式：语句格式： 非线性电压控制电压源非线性电压控制电压源 e(name) ne(name) n+ + n- poly(n) n- poly(n) +nc1+nc1+ + nc1- nc2nc1- nc2+ + nc2- nc2- ncnncn+ + ncnncn- - +p0 p1 p2pm +p0 p1 p2pm 非线性电流控制电压源非线性电流控制电压源 h(name) nh(name) n+ + n- poly(n) vn1 vn2 n- poly(n) vn1 vn2 vnn vnn +p0 p1 p2pm +p0 p1 p2pm l l 非线性电流控制电流源常作为非线性电阻非线性电流控制电流源常作为非线性电阻 例子：例子： e1 10 12 poly(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1e1 10 12 poly(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1 v=v(3)+1.5 v(5)+1.2v(3)v=v(3)+1.5 v(5)+1.2v(3) 2 2 +1.7 v(3) v(5)+ v(5)+1.7 v(3) v(5)+ v(5) 2 2 h1 25 40 poly vn 0 1 1.5 1.2 1.7h1 25 40 poly vn 0 1 1.5 1.2 1.7 v=i(vn)+1.5i(vn)v=i(vn)+1.5i(vn) 2 2 + 1.2i(vn)+ 1.2i(vn) 3 3 + 1.7i(vn)+ 1.7i(vn) 4 4 元件描述（非线性受控电流源 ） l l 语句格式：语句格式： 非线性电压控制电流源非线性电压控制电流源 g(name) ng(name) n+ + n- poly(n) n- poly(n) +nc1+nc1+ + nc1- nc2nc1- nc2+ + nc2- nc2- ncnncn+ + ncnncn- - +p0 p1 p2pm +p0 p1 p2pm 非线性电流控制电流源非线性电流控制电流源 f(name) nf(name) n+ + n- poly(n) vn1 vn2 n- poly(n) vn1 vn2 vnn vnn +p0 p1 p2pm +p0 p1 p2pm l l 非线性电压控制电流源常作为非线性电导非线性电压控制电流源常作为非线性电导 例子：例子： g1 10 12 poly(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1g1 10 12 poly(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1 i=v(3)+1.5 v(5)+1.2v(3)i=v(3)+1.5 v(5)+1.2v(3) 2 2 +1.7 v(3) v(5)+ v(5)+1.7 v(3) v(5)+ v(5) 2 2 f1 25 40 poly vn 0 1 1.5 1.2 1.7f1 25 40 poly vn 0 1 1.5 1.2 1.7 i=i(vn)+1.5i(vn)i=i(vn)+1.5i(vn) 2 2 + 1.2i(vn)+ 1.2i(vn) 3 3 + 1.7i(vn)+ 1.7i(vn) 4 4 模型描述语句 l l 语句格式：语句格式： . .model mname type(p1=val1 model mname type(p1=val1 +p2=val2 +p2=val2 p3=val3. p3=val3. pnpn= =valnvaln) l l mnamemname是模型名，它和器件描述语句相同，该语是模型名，它和器件描述语句相同，该语 句可指定一个或多个器件使用的一组模型参数。句可指定一个或多个器件使用的一组模型参数。 l l typetype为元器件模型类别，每种类别有自己的一套为元器件模型类别，每种类别有自己的一套 参数。给定模型类别后，模型参数值由括号内参数参数。给定模型类别后，模型参数值由括号内参数 表中的参数值来给出，对模型可设置部分参数值或表中的参数值来给出，对模型可设置部分参数值或 全部参数值。末给定的参数名和值就由程序中的缺全部参数值。末给定的参数名和值就由程序中的缺 省值代替。省值代替。 是两个容差参数设定。是两个容差参数设定。devdev 和和lotlot的规定值可以是百分数也可以是数值。的规定值可以是百分数也可以是数值。devdev 是描述不连续的独立器件，如印刷电路板上的元器是描述不连续的独立器件，如印刷电路板上的元器 件或不同批管芯的容差。件或不同批管芯的容差。lotlot描述的是连续的、器描述的是连续的、器 件批，如集成电路一批中的各个晶片的偏差，以及件批，如集成电路一批中的各个晶片的偏差，以及 芯片中匹配器件的容差。芯片中匹配器件的容差。 模 型 类 别 总 结 typetype关关键键键键字字元件名称元件名称 resres r r 电电电电阻器阻器 capcap c c 电电电电容器容器 indind l l 电电电电感器感器 corecorekk互感互感( (非非线线线线性磁心性磁心) ) d d d d 二极管二极管 npnnpnqqnpnnpn三极管三极管 pnppnpqqpnppnp三极管三极管 njfnjf j j n n沟道沟道jfetjfet pjfpjf j j p p沟道沟道jfetjfet nmosnmosmmn n沟道沟道mosfetmosfet pmospmosmmp p沟道沟道mosfetmosfet gasfetgasfet b b gasfetgasfet 模 型 类 别 总 结 typetype关关键键键键字字元件名称元件名称 vswitchvswitch s s 电压电压电压电压 控制开关控制开关 iswitchiswitchww电电电电流控制开关流控制开关 dinputdinput n n 数字数字输输输输入器件入器件 doutputdoutputoo数字数字输输输输出器件出器件 uiouio u u 数字数字输输输输入入输输输输出模型出模型 ugateugate u u 标标标标准准门门门门 utgateutgate u u 三三态门态门态门态门 ueffueff u u 边缘边缘边缘边缘 触触发发发发器器 ugffugff u u 门门门门控触控触发发发发器器 uwdthuwdth u u 脉脉宽宽宽宽校校验验验验器器 usuhdusuhd u u 复位和保持校复位和保持校验验验验器器 udlyudly u u 数字延数字延迟线迟线迟线迟线 子电路描述语句 l l 语句格式：语句格式： . .subckt subname n1 l l 其中其中subnamesubname 是子电路名，是子电路名，n1n1，n2n2是是 子电路外部节点号，不能为零。子电路的定子电路外部节点号，不能为零。子电路的定 义是以义是以. .subcktsubckt语句开始的，其后跟一组元语句开始的，其后跟一组元 件语句定义子电路，直到语句件语句定义子电路，直到语句. .endsends为止。为止。 子电路定义中不能出现控制语句，但可包括