使用指南LTspice

1、LTspice使用指南 梁竹尖 云南大学信息学院电子工程系， 1前言 1 - 1电路仿真分析软件简介 电路仿真(simulation )分析软件很多，有用于模拟电路的、有用于数字电路的、有既可以用于 数字电路也可以用于模拟电路的，而且在这些软件中，有的功能非常强大，用户使用起来很方 便、并且容易入手，而有些就要逊色多了，在这里就不一一列举那些软件以及它们的功能，用户 可以根据实际情况选择适合的。当然商用的电路仿真软件往往功能强大，但价格也非常之昂贵，而 用于学习的免费软件功能就弱多了。LTspice是集成电路仿真分析软件其中之一，它是一个可视化的 图形输入电路仿真软件，在windows操作系统

2、下运行。下面就主要介绍LTspice的功能、特点和使 用方法。 Linear Technology公司是一家大型的美国电子元器件制造商，它生产各种各样电子元器件， 有模拟电路元器件、有数字电路元器件等等。 1 2电路仿真软件做什么？ 电路仿真软件主要用于分析电路的功能和性能。当我们仿真分析电路时，首先必须明确你要仿 真分析的电路是模拟电路还是数字电路，这是因为模拟电路和数字电路需要分析的功能和性能有所 不同。 1 - 3电路仿真软件通用使用步骤 不同的电路仿真软件使用方法和技巧会有所不同，但它们还是有一些相通之处。相通之处就在 于如下，当用仿真分析软件分析电路时，首先需要输入电路，一般会有文本

3、输入和图形输入两种 方式；然后设置仿真类型，最后调用仿真控制命令进行仿真分析，得到的结果可能以数字形式表 示出来，也可能以图表形式表示出来。 2安装仿真软件 图2.1软件下载地址 网址提供了许多电路仿真软件和集成电路版图设计软件，如Cade nee LASI等，有些 软件要正式使用它们，你还需要购买它们的Lice nse。在该网站你会发现有免费电路仿真软 件LTspiee，如图2.1所示，点击它。然后根据提示进行下载和安装。（注：如果不想去上网 下载,你可以在我给的 Softwares for IC desigh中找到） 3电路输入 无论电路是简单还是复杂，其输入过程和方法是相同的。下面就以一

4、个CMOS反相器 电路为例，说明LTspice软件的电路原理图输入过程和方法。 31打开电路原理图输入界面 当你安装电路仿真软件 LTspice成功后，计算机桌面上会LTspice的快捷图标，双击该 图标，打开一个对话界面，如图 3.1所示。 图3.1 LTspice打开的界面 New Schematic 在图3.1所示的界面单击File，出现如图3.2所示的对话框，从中选择 图 3.2 找到 New Schematic 图3.3电路原理图输入界面 3. 2输入电路原理图 (1)电子元器件 当鼠标指到像个与门的图形，如图 3.4所示，点它时就可以找到各种电路元器件库。 图3.4准备添加元器件

5、在该元器件库中，有各种各样元件、器件，主要还是Lin ear Techn ology公司自己制造的 元器件在库里还有电阻、电容、电感、二极管、BJT晶体管、FET晶体管，各种电源(包 3.5所示的元器件库。 括独立电源和受控电源)等。点击与门图形后，得到如图 图3.5 LTspice的元器件库 (2)布局 在这里要输入CMOS反相器晶体管电路，它由一只PMOS和一只NMOS构成。我们知道， MOS晶体管应该是四端器件。但是，如果MOS晶体管的衬底和源极相连时，它就可 以被看成三端器件。为了电路需要，在元器件中选择衬底没有和源极相连的MOS晶体管。 在LTspice元器件库中的pmos4和nmo

6、s4表示衬底没有和源极相连接。在LTspice元器件库 中找 到pmos4,双击它，然后在电路输入界面点击一下，如图3.6所示。 (a)找至 U pmos4 (b)安放 pmos4 图3.5布置PMOS管 布置nmos4的过程和方法和pmos4的完全一样。元件布置好以后还需要给元件设置工艺参 数。MOS晶体管的最主要工艺参数是尺寸L和W。把鼠标置于布置好的元件上，然 后点击鼠标右键，得到如图 3.7所示的对话框。 uk q FTA . 图3.7设置MOS晶体管的工艺参数 在电路输入界面布置NMOS管的过程和PMOS晶体管的完全相同，如图3.8所示。 图3.8布置NMOS晶体管 (2)布线 和P

7、CB电路一样，当电路元器件布局好后，还要对它们进行布线，也就是实现互连，使信号能 够在电路中正常运行。 在电路输入界面中的EDIT下拉菜单中找到Draw Wire,如图3.8所示，选中它，就可 以实现对 电路布线，CMOS反相器的布局布线结果如图3.9所示。 A. 11 I PMOS M2 NMOS (a)准备布线 (b )布线结果 图3.9布线 3. 3封装电路 电路设计采用层次化的方式，为了上层电路的调用，往往把底层的电路做好后进行封装， 其实进行封装不仅有利于上层电路调用，还有利于测试。 对底层电路进行封装的过程如下：在电路原理图输入界面File的下拉菜单中找到New Symbol，点击

8、它，就得到一个新的画图界面，如图 3.10所示。 (a) New Symbol (b) 封装界面 3.10封装电路 利用封装界面中的draw下拉菜单中的选项就可以画出CMOS反相器的电路符号，如图3.11所 A inverter F 图3.11反相器电路符号 在图3.11中的Pin添加方法是这样的，从该界面的Edit下拉菜单中找到AddPin/Port,点击它， 就可以在图中增加Pin，如图3.12所示。需要注意的是Symbol中的Pin的名称得和被封装的电路中 的一样。 图3.12添加I Pin 4、运行仿真 4. 1仿真类型 模拟电路和数字电路仿真分析的功能和性能指标是不一样的，在仿真进行

9、之前，首先要 明确做什么样的仿真分析，才好设置仿真条件。 (1 )模拟电路仿真分析类型 对于模拟电路，输入正弦波信号进行分析，仿真分析类型主要有静态工作点分析、小信 号模型分析、噪声分析等。 (2 )数字电路仿真分析类型 对于数字电路，输入脉冲波形进行仿真分析，仿真分析类型主要有时序分析(采用瞬态 分析控制)。 4. 2接入信号源 电路做好后，在电路输入端加激励信号源，才能观察到电路的反应如何。接入信号源的步骤如 下：第一步，在元器件库中找到独立电压源Vantage;第二步，双击Vantage,让它进 入画图界面；第三步拖动Vantage图标移到电路输入端；第四步右击Vantage图标 (a)

10、元器件库中的独立电压源 (b)添加信号源 1J (c) 设置信号源 图4.1信号源 4. 3仿真设置 在运行仿真命令之前，首先必须设置仿真类型。在电路原理图输入窗口中， 找到Simulate 选项，单击它，选中Edit Simulation Cmd，得到如图4.2所示的对话窗。Transient表示瞬态分析， AC Analysis进行小信号分析DC Sweep可以做直流分析。 图 4.2 Edit Simulation Cmd F面对CMOS反相器运行Transient仿真进行功能和时序分析。在Edit Simulation Cmd 选中Transient,然后在岀现的对话框中进行设置，如图4.3 (a)所示。Transient仿真设置后 得到的结 果如图4.4( b)所示。 PULSE|0 5OOQ1m2m) (a) Transient 对话框 vss tran 0 5m 0 0,5m PULSE(D5DOQ1m2m| (b) Transient设置结果 图4.3 Transient仿真设置 4. 4运行仿真 当设置好需要运行的仿真类型以后，点击Simulate中的Run，如图4.2所示，就可以仿 真