SPICE的存在的意義,你知道嗎?
什么是SPICE?它存在的意義是什么?大家經(jīng)常說(shuō)仿真?還說(shuō)SPICE?那么這個(gè)究竟是什么意思,是研究什么的仿真軟件,不用好奇,即將揭開(kāi)謎底。
SPICE是最為普遍的電路級(jí)模擬程序,各軟件廠家提供了Vspice、Hspice、Pspice等不同版本spice軟件,其仿真核心大同小異,都是采用了由美國(guó)加州Berkeley大學(xué)開(kāi)發(fā)的spice模擬算法。
構(gòu)成方法:
目前構(gòu)成器件模型的方法有兩種:一種是從元器件的電學(xué)工作特性出發(fā),把元器件看成‘黑盒子’,測(cè)量其端口的電氣特性,提取器件模型,而不涉及器件的工作原理,稱(chēng)為行為級(jí)模型。這種模型的代表是IBIS模型和S-參數(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是建模和使用簡(jiǎn)單方便,節(jié)約資源,適用范圍廣泛,特別是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級(jí)模型幾乎是唯一的選擇。缺點(diǎn)是精度較差,一致性不能保證,受測(cè)試技術(shù)和精度的影響。另一種是以元器件的工作原理為基礎(chǔ),從元器件的數(shù)學(xué)方程式出發(fā),得到的器件模型及模型參數(shù)與器件的物理工作原理有密切的關(guān)系。SPICE 模型是這種模型中應(yīng)用最廣泛的一種。其優(yōu)點(diǎn)是精度較高,特別是隨著建模手段的發(fā)展和半導(dǎo)體工藝的進(jìn)步和規(guī)范,人們已可以在多種級(jí)別上提供這種模型,滿足不同的精度需要。缺點(diǎn)是模型復(fù)雜,計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)。
仿真程序:
SPICE仿真軟件模型與仿真器是緊密地集成在一起的,所以用戶要添加新的模型類(lèi)型是很困難的,但是很容易添加新的模型,僅僅需要對(duì)現(xiàn)有的模型類(lèi)型設(shè)置新的參數(shù)即可。
SPICE模型由兩部分組成:模型方程式(Model Equations)和模型參數(shù)(Model Parameters)。由于提供了模型方程式,因而可以把SPICE模型與仿真器的算法非常緊密地聯(lián)接起來(lái),可以獲得更好的分析效率和分析結(jié)果。
現(xiàn)在SPICE模型已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電子設(shè)計(jì)中,可對(duì)電路進(jìn)行非線性直流分析、非線性瞬態(tài)分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨(dú)立電壓源、獨(dú)立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導(dǎo)體器件。SPICE內(nèi)建半導(dǎo)體器件模型,用戶只需選定模型級(jí)別并給出合適的參數(shù)。
采用SPICE模型在PCB板級(jí)進(jìn)行SI分析時(shí),需要集成電路設(shè)計(jì)者和制造商提供詳細(xì)準(zhǔn)確描述集成電路I/O 單元子電路的SPICE模型和半導(dǎo)體特性的制造參數(shù)。由于這些資料通常都屬于設(shè)計(jì)者和制造商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和機(jī)密,所以只有較少的半導(dǎo)體制造商會(huì)在提供芯片產(chǎn)品的同時(shí)提供相應(yīng)的SPICE模型。
PICE模型的分析精度主要取決于模型參數(shù)的來(lái)源即數(shù)據(jù)的精確性,以及模型方程式的適用范圍。而模型方程式與各種不同的數(shù)字仿真器相結(jié)合時(shí)也可能會(huì)影響分析的精度。除此之外,PCB板級(jí)的SPICE模型仿真計(jì)算量較大,分析比較費(fèi)時(shí)。以上就是SPICE存在的意義,希望能給大家?guī)椭?