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基于Orcad電路分析與設(shè)計(jì)

航天學(xué)院

導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制

講師：李有光Lyghit@163.com1/118一.仿真能夠節(jié)約人力、物力、財(cái)力進(jìn)行一次詳盡仿真分析，比制作實(shí)際系統(tǒng)和樣機(jī)節(jié)約大量經(jīng)費(fèi)。而且，制作實(shí)際系統(tǒng)需要計(jì)算元器件定額，但仿真就不用。仿真還能發(fā)覺系統(tǒng)存在問題、確定最優(yōu)參數(shù)，從而增加試驗(yàn)樣機(jī)一次成功可能性。對于新電路和參數(shù)（器件新裕度）進(jìn)行試驗(yàn)，電路拓?fù)涓淖兒驮囼?yàn)均無需成本。提升了設(shè)計(jì)效率，降低了設(shè)計(jì)周期。計(jì)算機(jī)仿真好處2/118仿真能在各種假定條件下，甚至是在當(dāng)前無法實(shí)現(xiàn)條件下，對電路進(jìn)行研究。如不論是考慮安全原因還是成本，試驗(yàn)室里都不宜做破壞性試驗(yàn)。不過仿真卻能夠做各種故障和非正常性試驗(yàn)。在研究一個(gè)系統(tǒng)方案早期，能夠?qū)⒂绊懴到y(tǒng)一些次要原因去掉，如雜散電容、漏電感等，以免它們對系統(tǒng)基本原理和性能產(chǎn)生影響，從而混同了對系統(tǒng)正確了解。但在制作一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)中卻作不到這一點(diǎn)。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)異常，有時(shí)你甚至不知道問題出自主電路設(shè)計(jì)問題還是寄生電路引發(fā)問題；仿真時(shí)，能夠簡化部分電路，從而研究電路中某一特定部分，對于實(shí)際系統(tǒng)這是不可能。二.仿真能夠?qū)崿F(xiàn)許多試驗(yàn)不能或難以實(shí)現(xiàn)功效3/118能夠觀察到器件和電路在各種條件下工作性能能夠檢驗(yàn)處于電路設(shè)計(jì)初始階段各種決議有時(shí)計(jì)算機(jī)仿真是唯一可行或唯一安全分析和評價(jià)技術(shù)借助仿真，能夠擁有各種高功率設(shè)備和測量儀器儀表計(jì)算非線性電路平均功率、有效值、功率因數(shù)等，而這在硬件電路中是難以實(shí)現(xiàn)能夠?qū)﹄娏﹄娮酉到y(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行一些特殊分析，比如進(jìn)行極限狀態(tài)和最壞情況分析，進(jìn)行容差分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)三.借助仿真，能夠更有效工作4/118

1.設(shè)計(jì)依賴于設(shè)計(jì)師經(jīng)驗(yàn)。

2.設(shè)計(jì)依賴于現(xiàn)有通用元器件。

3.設(shè)計(jì)后期仿真不易實(shí)現(xiàn)和調(diào)試復(fù)雜。

4.自下而上設(shè)計(jì)思想局限。

5.設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)周期長，靈活性差，耗時(shí)耗力，效率低下。

傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法缺點(diǎn)：5/118其方案驗(yàn)證與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)邏輯綜合、布局布線、性能仿真、器件編程等均由EDA工具一體化完成。設(shè)計(jì)思想不一樣：自上而下設(shè)計(jì)方法。自上而下是指將系統(tǒng)整體逐步分解為各個(gè)子系統(tǒng)和模塊，若子系統(tǒng)規(guī)模較大，則還需將子系統(tǒng)深入分解為更小子系統(tǒng)和?？?，層層分解，直至整個(gè)系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)關(guān)系合理，并便于電路級設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)為止。自上而下設(shè)計(jì)中可逐層描述，逐層仿真，確保滿足系統(tǒng)指標(biāo)。EDA(ElectronicDesignAutomation)方法：自上而下（Top-Down)設(shè)計(jì)方法6/118一個(gè)電路層次電路模型圖7/118仿真結(jié)果8/118

Pspice應(yīng)用改進(jìn)節(jié)點(diǎn)分析法建立電路方程（MNA），能進(jìn)行直流分析（包含直流工作點(diǎn)、直流轉(zhuǎn)移特征、直流傳輸曲線、直流靈敏度分析等），交流分析（包含電路噪聲和失真分析）和大信號暫態(tài)分析（包含離散傅立葉分析）。

Pspice輸出內(nèi)容可包含：直流輸出、交流輸出、暫態(tài)輸出、噪聲輸出等，也可包含任意節(jié)點(diǎn)電壓、支路電流。輸出可采取數(shù)據(jù)和曲線形式。

(1)

Pspice通用電路仿真軟件通用仿真分析主要有下面幾個(gè)軟件:9/118Pspice仿真界面10/118Pspice仿真結(jié)果11/118

Saber軟件十分適用數(shù)字—模擬混合電路仿真分析，電力電子電路往往正是這么電路。Saber十分適合電力電子系統(tǒng)仿真。Saber包含各種分析技術(shù)，它們是：電子、電力電子、機(jī)電、機(jī)械、光電、光學(xué)、液壓控制、系統(tǒng)離散數(shù)字系統(tǒng)等。Saber有包含電力電子器件在內(nèi)非常全方面元器件庫。Saber可進(jìn)行分析有：直流工作點(diǎn)分析、暫態(tài)分析、交流小信號頻率響應(yīng)分析、零極點(diǎn)分析、頻譜分析、參數(shù)分析、直流傳輸分析、統(tǒng)計(jì)分析應(yīng)力分析、故障分析等。Saber還有硬件描述語言MAST。

(2)Saber

軟件12/118Saber軟件界面13/118

Matlab（MatrixLaboratory）由Mathworks企業(yè)推出當(dāng)前國際上最流行數(shù)學(xué)分析軟件，是一個(gè)以矩陣為基本編程單元程序設(shè)計(jì)語言。它提供了各種矩陣運(yùn)算與操作，并有較強(qiáng)數(shù)據(jù)可視化功效。因?yàn)镸atlab有強(qiáng)大矩陣運(yùn)算和繪圖功效，許多控制界名家在自己擅長專業(yè)領(lǐng)域編寫了一些含有特殊意義工具箱（Toolbox）,如控制工具箱、電力系統(tǒng)工具箱、系統(tǒng)辨識工具箱、小波信號工具箱、信號處理工具箱等。1992年Mathworks企業(yè)又推出交互式模型輸入與仿真環(huán)境Simulink使得Matlab為控制系統(tǒng)仿真與CAD應(yīng)用打開了嶄新局面。利用Simulink模塊功效，對電力電子系統(tǒng)層面仿真變得十分方便和輕易?；贛atlab仿真方法將成為電力電子系統(tǒng)仿真分析和CAD主要發(fā)展方向。(3)Matlab/Simulink數(shù)學(xué)計(jì)算軟件14/118Matlab軟件界面15/118（4）EWB:該軟件（統(tǒng)稱電子工作臺）含有學(xué)習(xí)輕易，使用簡便和仿真結(jié)果直觀清楚等特點(diǎn)。同時(shí)提供了各種虛擬儀器，用戶能夠利用虛擬儀器對電路進(jìn)行仿真試驗(yàn)，就如同在試驗(yàn)室中使用真實(shí)儀器進(jìn)行電路調(diào)試。所以他很適合做電子技術(shù)課程輔助試驗(yàn)教學(xué).（5）SystemView:該軟件是一個(gè)用于當(dāng)代電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真動態(tài)電路分析工具，是一個(gè)系統(tǒng)級工作平臺，含有很強(qiáng)專業(yè)應(yīng)用性特點(diǎn)。主要應(yīng)用于通信應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析，能夠進(jìn)行數(shù)字信號處理系統(tǒng)、模擬、數(shù)字通信系統(tǒng)，信號處理和控制系統(tǒng)仿真分析。16/118對電力電子器件建模也是電力電子系統(tǒng)仿真一個(gè)主要方面，建立起一個(gè)準(zhǔn)確器件模型是非常困難。器件模型分為三種：1.簡單模型2.普通模型3.準(zhǔn)確模型器件層面建模17/118一個(gè)MOSFET仿真模型18/118一個(gè)MOSFET仿真模型測試電路19/118測量和仿真MOSFET靜態(tài)特征20/118測量和仿真MOSFET動態(tài)特征21/118人才市場需求22/11823/11824/118軟件下載地址/★軟件專區(qū)★/===工程科學(xué)===/===電子設(shè)計(jì)自動化(EDA)===/Orcad.10.5.電子電路設(shè)計(jì)25/118電路設(shè)計(jì)流程26/118常見電路網(wǎng)絡(luò)線性電阻網(wǎng)絡(luò)線性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)非線性電阻網(wǎng)絡(luò)非線性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)27/118常見電路分析內(nèi)容直流分析

求線性電阻網(wǎng)絡(luò)直流解，給出節(jié)點(diǎn)及支路電壓和電流值，給出直流功耗。工作點(diǎn)分析

求出非線性網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)工作點(diǎn)，對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)求出初始條件、偏置或平衡狀態(tài)下工作點(diǎn)（將網(wǎng)絡(luò)中全部電容開路，電感短路得到）。這些也是非線性網(wǎng)絡(luò)直流解驅(qū)動點(diǎn)分析

求出非線性電阻網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動點(diǎn)電流和驅(qū)動點(diǎn)電壓之間關(guān)系，這也是網(wǎng)絡(luò)直流解。28/118常見電路分析內(nèi)容傳輸函數(shù)分析

求出電阻網(wǎng)絡(luò)輸出電壓或電流和輸入電壓或電流之間關(guān)系，可得到網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗和輸出阻抗。這也是網(wǎng)絡(luò)直流解交流分析

求出線性網(wǎng)絡(luò)頻率響應(yīng)特征，即頻域分析。對非線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行小信號交流特征分析(將非線性元件在工作點(diǎn)處線性化，然后分析這個(gè)被線性化電路穩(wěn)態(tài)交流響應(yīng))?？傻玫骄W(wǎng)絡(luò)幅頻特征與相頻特征，得到在給定頻率下輸入與輸出阻抗等。對非線性動態(tài)網(wǎng)絡(luò)可求出有輸入或無輸入時(shí)穩(wěn)態(tài)周期解29/118常見電路分析內(nèi)容瞬態(tài)分析

對動態(tài)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行時(shí)域分析，求出其瞬態(tài)響應(yīng)。(在用戶或程序確定初始條件下。在有或無輸入信號時(shí)，求出隨時(shí)間改變輸出波形。）噪聲分析

對線性網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行頻域或時(shí)域等效輸入噪聲和輸出噪聲特征分析(將噪聲源作為輸入，求這時(shí)交流解或瞬態(tài)解)溫度特征分析

求出在各種溫度網(wǎng)絡(luò)各種特征30/118常見電路分析內(nèi)容靈敏度分析

計(jì)算電路中元件參數(shù)改變時(shí)對輸出量影響。靈敏度分析可在直流工作情況下進(jìn)行，也可在交流和瞬態(tài)工作條件下進(jìn)行。容差分析

在元件參數(shù)各自容差范圍內(nèi)求出對電路特征影響．PSPICE中可用蒙特卡羅分析對直流，交流和瞬態(tài)特征進(jìn)行容差分析．最壞情況分析

求電路特征最壞情況(在電路元件參數(shù)取最壞極端值時(shí)求電路特征）31/118常見電路分析內(nèi)容付里葉分析

在給定頻率下對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行瞬態(tài)分析。將得到輸出波形再做頻譜分析求出輸出變量基頻友好波量。失真分析

求電路在小信號條件下失真特征。32/118電路模擬程序組成33/118第二部分PSPICE程序基礎(chǔ)34/118SPICE發(fā)展歷史SPICE于1973年4月12日在加拿大滑鐵盧第16屆中西部電路理論會議上，由美國加州大學(xué)伯克利分校DonaldO.Pederson教授公布。theSimulationProgramwithIntegratedCircuitEmphasis(SPICE)DonaldO.Pederson,ProfessorEmeritusintheDepartmentofElectricalEngineeringandComputerSciences.1988年SPICE成為美國國家標(biāo)準(zhǔn)1984年Microsim企業(yè)開發(fā)完成PSPICE成為第一個(gè)用于PC平臺SPICE模擬器35/118是為非線性直流、非線性瞬態(tài)、和線性交流電路分析而編制通用電路模擬程序。電路中能夠包含電阻(resistor)、電容(capacitor)、電感(inductor)、互感(mutualinductor)、獨(dú)立電壓源(voltagesource)和電流源(currentsource)、…、五種最慣用半導(dǎo)體元件：二極管(diode)、BJT、JFET、MESFET和MOSFET。SPICE36/118Pspice介紹PSPICE則是由美國Microsim企業(yè)在SPICE2G版本基礎(chǔ)上升級并用于PC機(jī)上SPICE版本，其中采取自由格式語言5.0版本自80年代以來在我國得到廣泛應(yīng)用，而且從6.0版本開始引入圖形界面。1998年著名EDA商業(yè)軟件開發(fā)商ORCAD企業(yè)與Microsim企業(yè)正式合并，自此Microsim企業(yè)PSPICE產(chǎn)品正式并入ORCAD企業(yè)商業(yè)EDA系統(tǒng)中。與傳統(tǒng)SPICE軟件相比，PSPICE9.0在三大方面實(shí)現(xiàn)了重大變革：首先，在對模擬電路進(jìn)行直流、交流和瞬態(tài)等基本電路特征分析基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了蒙特卡羅分析、最壞情況分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)等較為復(fù)雜電路特征分析；第二，不但能夠?qū)δM電路進(jìn)行，而且能夠?qū)?shù)字電路、數(shù)/?；旌想娐愤M(jìn)行仿真；第三，集成度大大提升，電路圖繪制完成后可直接進(jìn)行電路仿真，而且能夠隨時(shí)分析觀察仿真結(jié)果。37/118小信號單級放大器38/118程序清單Example1:SimpleAmplifier.LIBBIPOLAR.LIBV110AC1SIN(010M1K)R1121KC12310UR24350KR33010KR7453K*IncludedABipolarQ1536Q2N2222AR8601KC260100UC35710UR6701KV240DC12V.TRAN1US10MS.PROBE.END“標(biāo)題”，由任意字符串組成作為打印標(biāo)題，但必須要有。載入庫文件，此處載入是三極管庫文件

電路特征分析控制語句：包含定義模型語言性能分析語句和輸出控制語句。結(jié)束語句，表示程序結(jié)束注釋語句：是用戶對程序運(yùn)算和分析時(shí)加以說明語句，其一股形式為*字符串電路描述語句：包含定義電路拓?fù)浜驮翟雽?dǎo)體器件，電源等描述語句。其位置在描述語句第二行與最終結(jié)束語句行之間任何地方。39/118輸入描述語句輸入描述由若干條輸入描述語句組成，語句中信息由字母字符串組成名字段、數(shù)字段和分隔符組成。名字段(名稱)：其第一個(gè)字16必須是字母A至Z，其它沒有任何限制。在描述元件時(shí)第一個(gè)字必須是指定元件器件類型字母數(shù)字段(數(shù)值)：能夠是整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)后面跟整數(shù)指數(shù)和整數(shù)或浮點(diǎn)數(shù)后面跟百分比因子表示百分比因子：有十種百分比因子，它們符號和代表值為：

T＝1E12、G＝1E9、MEG＝1E6、K＝1E3、MIL＝25.4E-6、M＝1E-3、U＝1E-6、N＝1E-9、P＝1E－12、F＝1E－1540/118輸入描述語句分隔符：包含空格、逗號、等號、左括號或右括號等續(xù)行號：若一行信息表示不完，可在第二行第一列上打一個(gè)“十”號以表示該行語句是上一語句繼續(xù)。單位：包含米、千克、秒等。單位后綴在程序中是被忽略。任何非百分比因子后綴字母都可用作單位后綴。方向：采取慣用習(xí)慣標(biāo)準(zhǔn)，即要求支路電流正方向和支路電壓假定正方向一致。節(jié)點(diǎn)編號；普通取任意正整數(shù)，不能為負(fù)數(shù)，但也能夠是任意字母數(shù)字串。接地點(diǎn)一定是編號為零參考點(diǎn)，這是事先定義好，意為接地或共同節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)“0”或“000”是等效。41/118PSPICE元器件描述語句42/118語句格式

R(name)N+N-＜ModName＞Value例: R112100

RF45RMOD12KN+和N-是電阻所連接正、負(fù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)號。當(dāng)電阻上為正電壓時(shí)，電流從N+節(jié)點(diǎn)流出經(jīng)過電阻流入N-節(jié)點(diǎn)。＜ModName＞為模型名，其內(nèi)容由.MODEL語句給出。Value是電阻值，單位為歐姆，可正可負(fù)，但不能為零。元件描述（電阻）43/118元件模型和描述（電容）語句格式

C(name)N+N-＜ModName＞ValueIC=V0例: C11210U

Cload45CMOD10PN+和N-是電容所連接正、負(fù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)號。當(dāng)電容上為正電壓時(shí)，電流從N+節(jié)點(diǎn)流出經(jīng)過電容流入N-節(jié)點(diǎn)。＜ModName＞為模型名，內(nèi)容由.MODEL語句給出。Value是電容值，單位法拉，可正可負(fù)，但不能為零。IC定義了電容初始（時(shí)間為0）電壓V0。注意只有在瞬態(tài)分析語句.TRAN中任選項(xiàng)關(guān)鍵字UIC要求時(shí)，IC要求初始條件才起作用。44/118元件模型和描述（電感）語句格式

L(name)N+N-＜ModName＞ValueIC=I0例: L11210U

LA45LMOD10MN+和N-是電感所連接正、負(fù)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)號。當(dāng)電感上為正電壓時(shí)，電流從N+節(jié)點(diǎn)流出經(jīng)過電感流入N-節(jié)點(diǎn)。＜ModName＞為模型名，其內(nèi)容由.MODEL語句給出。Value是電感值，單位亨利，可正可負(fù)，但不能為零。IC定義了電感初始（時(shí)間為0）電流I01。注意只有在瞬態(tài)分析語句.TRAN中任選項(xiàng)關(guān)鍵字UIC要求時(shí)，IC要求初始條件才起作用。45/118元件模型和描述（互感）語句格式

K(name)L(1stname)

L(2ndname)Value

＋<ModName><sizevalue>例: L1120.5mH

L2450.5mH

K1L1L20.9999其中L(1stname)和L(2ndname)是兩個(gè)耦合電感名字，Value是耦合系數(shù)K值，它必須大于零且小于或等于1，其耦合規(guī)則采取通常在每個(gè)電感第一個(gè)節(jié)點(diǎn)上加上一個(gè)“．”作為極性端。<ModName>為非線性磁心模型名，<sizevalue>缺省值為1，它用來衡量磁橫截面大小，它代表是薄片層數(shù)。所以對每種薄片只需有一個(gè)模型語句。 在語句中假如給出了<ModName>，此時(shí)就會有以下四個(gè)改變：(1)相互耦合電感器變成了一個(gè)非線性磁芯器件，磁芯磁通量磁場強(qiáng)度B—H特征可用Jils—Atherton模型分析。(2)電感器成了“線圈”，故原來設(shè)定為電感值現(xiàn)在要設(shè)定為線圈匝數(shù)。(3)電感器清單里可能只有一個(gè)電感器。(4)模型語句需設(shè)定模型參數(shù)。46/118元件模型和描述（無損傳輸線）語句格式

T(name)NA+NA-NB+NB-Z0=<value>

+[TD=<value>][F=<value>NL=<value>]T(name)為傳輸線名字，NA+NA-為輸入端口節(jié)點(diǎn)，NB+NB-為輸出端口節(jié)點(diǎn)，NA+NB+定義為正節(jié)點(diǎn)，NA-NB-定義為負(fù)節(jié)點(diǎn)。正電流從NA+流向NA-，從NB+流向NB-。Z0為特征阻抗傳輸線長度可用兩種形式表示，一個(gè)是由傳輸線延遲TD決定；另一個(gè)是給出一個(gè)頻率F和參數(shù)NL來確定，NL是在頻率為F時(shí)相對于傳輸線波長歸一化傳輸線電學(xué)長度．若要求了F而未給出NL，則認(rèn)為NL＝0.25，即F是1／4波長時(shí)頻率。47/118元件模型和描述（壓控開關(guān)）語句格式

S(name)N+N-NC+NC-<ModName>例子：S16540SMOD1節(jié)點(diǎn)N+和N-分別是開關(guān)正和負(fù)節(jié)點(diǎn)，NC+和NC-分別是控制正和負(fù)節(jié)點(diǎn)<ModName>是模型名，由.MODEL語句說明。48/118元件模型和描述（流控開關(guān)）語句格式

W(name)N+N-VN<ModName>例子：W165VINWMOD1節(jié)點(diǎn)N+和N-分別是開關(guān)正和負(fù)節(jié)點(diǎn)，VN是控制電流流過電壓源<ModName>是模型名，由.MODEL語句說明。49/118元件描述（二極管）語句格式：

D(name)N+N-<ModName><AREA>

＋<OFF><IC＝VD>例：D134DMOD1

其中N+和N-分別是二極管正負(fù)節(jié)點(diǎn)，正電流從正節(jié)點(diǎn)流出，經(jīng)過二極管流入負(fù)節(jié)點(diǎn)。

<ModName>是模型名，可由用戶自行選定。AREA是面積因子，OFF要求在直流分析時(shí)在器件上所加初始條件為關(guān)態(tài)。如未指定AREA則缺省值為1.0。若瞬態(tài)分析不要求從靜態(tài)工作點(diǎn)開始，就可要求IC＝VD為初始條件。50/118元件描述（三極管）語句格式：

Q(name)NCNBNE<NS><ModName><AREA>

＋<OFF><IC＝VBE,VCE>例：Q1345QMOD1

其中NC，NB，NE，NS分別是集電極、基極、發(fā)射極和襯底節(jié)點(diǎn)。NS是可選項(xiàng)，若未要求則認(rèn)為NS接地。<ModName>是模型名，可由用戶自行選定。AREA是面積因子，OFF要求在直流分析時(shí)在器件上所加初始條件為關(guān)態(tài)。如未指定AREA則缺省值為1.0。若瞬態(tài)分析不要求從靜態(tài)工作點(diǎn)開始，就可要求IC＝VBE,VCE為初始條件。51/118元件描述（JFET）語句格式：

J(name)NDNGNS<ModName><AREA>

＋<OFF><IC＝VDS,VGS>例：J1345JMOD1其中ND，NG，NS是漏極、柵極、源極節(jié)點(diǎn)。<ModName>是模型名，可由用戶自行選定。AREA是面積因子，OFF要求在直流分析時(shí)在器件上所加初始條件為關(guān)態(tài)。如未指定AREA則缺省值為1.0。若瞬態(tài)分析不要求從靜態(tài)工作點(diǎn)開始，就可要求IC＝VDS,VGS為初始條件。52/118元件描述（MOSFET）語句格式：

M(name)NDNGNSNB<ModName>

+<L=value><W=value><AD=value> +<AS=value><PD=value><PS=value>

+<NRD=value><NRS=value><NRG=value>

+<NRB=value><M>

+<OFF><IC＝VDS,VGS,VBS>例：M1345MMOD1其中ND，NG，NS,NB是漏極、柵極、源極和襯底節(jié)點(diǎn)。<ModName>是模型名，可由用戶自行選定。 L和W分別是溝道長和寬，單位為米。AD和AS是漏和源擴(kuò)散區(qū)面積，單位為平方米，PD和PS分別是漏結(jié)和源結(jié)周長，單位米。L、W缺省值為100mm

，AD、AS缺省值為零。NRD和NRS分別是漏和源擴(kuò)散區(qū)等效方塊數(shù)，該值乘以.MODEL語名中要求薄層電阻RSH，就可計(jì)算出每個(gè)晶體管漏和源寄生串聯(lián)電阻。NRG和NRB為柵極和襯底擴(kuò)散區(qū)方塊數(shù)。PD和PS缺省值為0，NRD和NRS缺省值是1,NRG和NRB缺省值為0。M是與器件面積相關(guān)“倍數(shù)”，它模擬了多個(gè)器件并聯(lián)效應(yīng)。MOSFET有效寬度，結(jié)和覆蓋電容，結(jié)電流要乘M，寄生電阻值(如RD，RS)要除以M。53/118元件描述（GaAsFET）語句格式：

B(name)NDNGNS<ModName><AREA>

＋<OFF><IC＝VDS,VGS>例：B1345BMOD1其中ND，NG，NS是漏極、柵極、源極節(jié)點(diǎn)。<ModName>是模型名，可由用戶自行選定。AREA是面積因子，OFF要求在直流分析時(shí)在器件上所加初始條件為關(guān)態(tài)。如未指定AREA則缺省值為1.0。若瞬態(tài)分析不要求從靜態(tài)工作點(diǎn)開始，就可要求IC＝VDS,VGS為初始條件。54/118元件描述（獨(dú)立電壓源）語句格式：

V(name)N+N-<DCvalue>

+<AC(magnitudevalue)(phasevalue)>

+<transientvalue>

+<PULSE><SIN><EXP><PWL><SFFM>例： Vcc30DC6V

Vin10DC2AC130SIN(02V10kHz)

其中N+和N-分別是獨(dú)立電壓源正負(fù)節(jié)點(diǎn)，正電流從正節(jié)點(diǎn)進(jìn)入獨(dú)立電壓源流入負(fù)節(jié)點(diǎn)。55/118元件描述（獨(dú)立電流源）語句格式：

I(name)N+N-<DCvalue>

+<AC(magnitudevalue)(phasevalue)>

+<transientvalue>

+<PULSE><SIN><EXP><PWL><SFFM>例： I130DC6V

Iin10DC2AC130SIN(02V10kHz)

其中N+和N-分別是獨(dú)立電流源正負(fù)節(jié)點(diǎn)，電流從正節(jié)點(diǎn)流入獨(dú)立電流源，從負(fù)節(jié)點(diǎn)流出。獨(dú)立電流源無須接地56/118元件描述（指數(shù)源）普通形式：

EXP(V1V2TRDTRCTFDTFC)V1 初始電壓V2 峰值電壓TRD 上升延時(shí)時(shí)間TRC 上升時(shí)間常數(shù)TFD 下降延時(shí)時(shí)間TFC 下降時(shí)間常數(shù)57/118元件描述（脈沖源）普通形式：

PULSE(V1V2TDTRTFPWPER)V1 初始電壓V2 脈沖電壓TD 延遲時(shí)間TR 上升時(shí)間TF 下降時(shí)間PW 脈沖寬度PER 脈沖周期58/118元件描述（分段線性源）普通形式：

PWL(T1V1T2V2….TNVN)Ti 時(shí)間點(diǎn)Vi 該時(shí)間點(diǎn)電壓值59/118元件描述（單頻調(diào)頻源）普通形式：

SFFM(V0VAFCMODFS)V=V0+VAsin[(2πFCt)+Msin(2πFSt)] V0 偏置電壓 VA 電壓振幅 FC 載波頻率 MOD 調(diào)制系數(shù) FS 信號頻率60/118元件描述（正弦源）普通形式：

SIN(V0VAFREQTDALPHATHETA) V=V0+VAe-α(t-td)sin[2πf(t-td)-θ] V0 偏置電壓 VA 電壓振幅 FREQ 頻率 TD 延遲時(shí)間 ALPHA 阻尼因子 THETA 相位延遲61/118元件描述（多項(xiàng)式源）普通形式：

POLY(n)N1+N1-N2+N2-..Nn+Nn-+P0P1…Pmn=1:Y=P0+P1A+P2A2+P3A3+…..PnAnn=2:Y=P0+P1A+P2B+P3A2+P4AB+P5B2

+P6A3+

P7A2B+P8AB2+P9B3……..n=3:Y=P0+P1A+P2B+P3C+P4A2+P5AB+P6AC+P7B2

+P8BC+P9C2+P10A3+P11A2B+P12A2C

+P13AB2+P14ABC+P15AC2+P16B3+P17B2C

+P18

BC2+P19C3+

P20A4+…..62/118元件描述（線性受控電壓源）語句格式：

電壓控制電壓源

E(name)N+N-NC+NC-<(voltagegain)value>

電流控制電壓源

H(name)N+N-VN<(transresistance)value> 例： E134106

Hin10Vin2

其中N+和N-分別是電壓源正負(fù)節(jié)點(diǎn)，NC+和NC-分別是控制電壓源正負(fù)節(jié)點(diǎn)。VN為控制電流流過電壓源63/118元件描述（線性受控電流源）語句格式：

電壓控制電流源

G(name)N+N-NC+NC-<(transconductancevalue>

電流控制電流源

F(name)N+N-VN<(currentgain)value> 例： G134106

Fin10Vin2

其中N+和N-分別是電壓源正負(fù)節(jié)點(diǎn)，NC+和NC-分別是控制電壓源正負(fù)節(jié)點(diǎn),VN為控制電流流過電壓源64/118元件描述（非線性受控電壓源）語句格式：

非線性電壓控制電壓源

E(name)N+N-Poly(n)

+NC1+NC1-NC2+NC2-..NCn+NCn-

+P0P1P2…Pm<IC=value>

非線性電流控制電壓源

H(name)N+N-Poly(n)VN1VN2..VNn

+P0P1P2…Pm <IC=value>非線性電流控制電流源常作為非線性電阻例子：

E11012POLY(2)3050011.51.21.71V=V(3)+1.5V(5)+1.2[V(3)]2+1.7V(3)V(5)+[V(5)]2

H12540POLYVN011.51.21.7V=I(VN)+1.5[I(VN)]2+1.2[I(VN)]3+1.7[I(VN)]465/118元件描述（非線性受控電流源）語句格式：

非線性電壓控制電流源

G(name)N+N-Poly(n)

+NC1+NC1-NC2+NC2-..NCn+NCn-

+P0P1P2…Pm<IC=value>

非線性電流控制電流源

F(name)N+N-Poly(n)VN1VN2..VNn

+P0P1P2…Pm <IC=value>非線性電壓控制電流源常作為非線性電導(dǎo)例子：

G11012POLY(2)3050011.51.21.71I=V(3)+1.5V(5)+1.2[V(3)]2+1.7V(3)V(5)+[V(5)]2

F12540POLYVN011.51.21.7I=I(VN)+1.5[I(VN)]2+1.2[I(VN)]3+1.7[I(VN)]466/118模型描述語句語句格式：

.MODELMNAMETYPE(P1=VAL1 +P2=VAL2P3=VAL3….Pn=VALn)<DEV=val><LOT=val>MNAME是模型名，它和器件描述語句相同，該語句可指定一個(gè)或多個(gè)器件使用一組模型參數(shù)。TYPE為元器件模型類別，每種類別有自己一套參數(shù)。給定模型類別后，模型參數(shù)值由括號內(nèi)參數(shù)表中參數(shù)值來給出，對模型可設(shè)置部分參數(shù)值或全部參數(shù)值。末給定參數(shù)名和值就由程序中缺省值代替。<DEV=val><LOT=val>是兩個(gè)容差參數(shù)設(shè)定。DEV和LOT要求值能夠是百分?jǐn)?shù)也能夠是數(shù)值。DEV是描述不連續(xù)獨(dú)立器件，如印刷電路板上元器件或不一樣批管芯容差。LOT描述是連續(xù)、器件批，如集成電路一批中各個(gè)晶片偏差，以及芯片中匹配器件容差。67/118模型類別總結(jié)TYPE關(guān)鍵字元件名稱RESR電阻器CAPC電容器INDL電感器COREK互感(非線性磁心)DD二極管NPNQNPN三極管PNPQPNP三極管NJFJN溝道JFETPJFJP溝道JFETNMOSMN溝道MOSFETPMOSMP溝道MOSFETGASFETBGASFET68/118模型類別總結(jié)TYPE關(guān)鍵字元件名稱VSWITCHS電壓控制開關(guān)ISWITCHW電流控制開關(guān)DINPUTN數(shù)字輸入器件DOUTPUTO數(shù)字輸出器件UIOU數(shù)字輸入輸出模型UGATEU標(biāo)準(zhǔn)門UTGATEU三態(tài)門UEFFU邊緣觸發(fā)器UGFFU門控觸發(fā)器UWDTHU脈寬校驗(yàn)器USUHDU復(fù)位和保持校驗(yàn)器UDLYU數(shù)字延遲線69/118子電路描述語句語句格式： .SUBCKTSUBNAMEN1<N2N3…Nn>

其中SUBNAME是子電路名，N1，N2…是子電路外部節(jié)點(diǎn)號，不能為零。子電路定義是以.SUBCKT語句開始，其后跟一組元件語句定義子電路，直到語句.ENDS為止。子電路定義中不能出現(xiàn)控制語句，但可包含器件模型，子電路調(diào)用，其它子電路定義等其它內(nèi)容。 在子電路中所定義那部分器件模型或子電路定義都只是局部，在子電路定義之外不能識別其含意。子電路定義中任何節(jié)點(diǎn)也都是局部量，接地點(diǎn)是全局量。所以子電路定義中節(jié)點(diǎn)號、器件名、MODEL說明能夠和外部相同，而不會沖突。70/118子電路調(diào)用語句格式：

X(name)N1<N2N3…Nn>SUBNAMEX是關(guān)鍵字，調(diào)用子電路只要要求以X為首假元件名即可。其后是用來連接到子電路上電路節(jié)點(diǎn)號，最終是子電路名。子電路外節(jié)點(diǎn)號因?yàn)槭蔷植?，所以和電路調(diào)用時(shí)節(jié)點(diǎn)號無關(guān)，但電路節(jié)點(diǎn)號次序必須.SUBCKT語句中定義次序一致。例子： 定義一個(gè)名為OPA子電路,1、2是兩個(gè)輸入節(jié)點(diǎn)，3為輸出節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)4是電源Vcc .SUBCKT0PAl234

{一組子電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述語句} .ENDS調(diào)用語句為： X17934OPA在調(diào)用子電路時(shí)，電路節(jié)點(diǎn)次序要與子電路節(jié)點(diǎn)次序一致，該語句要求電路7、9、3、4節(jié)點(diǎn)分別代表OPA子電路輸入1、2，輸出3和電源Vcc節(jié)點(diǎn)。71/118庫文件調(diào)用語句語句格式：

.LIB<filename>

例: .LIB

.LIBDIODE.LIB

.LIBC:\PSPICE\LIB＼BIPOLAR.LIB.LIB語句用于參考和調(diào)用存在于庫文件中模型或子電路庫。<filename>是文件名，能夠是任意字符串。其擴(kuò)展名.LIB不能缺省，假如設(shè)定一個(gè)文件名就必須有擴(kuò)展名。若<filename>缺省，其缺省值為NOM.LIB。NOM.LIB將引導(dǎo)查找全部其它庫文件。72/118第四部分PSPICE特征分析語句73/118直流工作點(diǎn)分析語句格式：.OP

此語句計(jì)算并打印出電路直流工作點(diǎn)，這時(shí)電路中全部電感短路，電容開路。在瞬態(tài)和交流分析前途序?qū)⒆詣舆M(jìn)行直流工作點(diǎn)分析，以確定瞬態(tài)分析初始條件和交流小信號分析時(shí)非線性器件線性化小信號模型參數(shù)。輸出結(jié)果包含：

1、全部節(jié)點(diǎn)電壓

2、全部電壓源電流及電路直流總功耗

3、全部晶體管各極電流和電壓

4、非線性受控源小信號(線性化)參數(shù)74/118直流掃描分析語句格式：

.DC(SType)SNAMESSTARTSSTOPSINCR

+<SNAME2SSTARTSSTOP SINCR>例子： .DCVIN－0.2550.25IB0mA1mA100uA .DCLINI25mA-2mA0.2mA .DCRESRMOD(R)0.71.30.1 .DCDECNPNQMOD1(IS)1E-181E-155 .DCTEMPLIST–45–150l550100125 .DCPARAMVSUPPLY7.5150.5掃描類型：包含LIN、DEC、OCT、LIST掃描參數(shù)名：電源、溫度、模型參數(shù)、全局變量等掃描起始值掃描中止值掃描增量或點(diǎn)數(shù)，必須大于0嵌套掃描75/118直流小信號靈敏度分析語句格式； .SENSOUT1<OUT2OUT3…..>

例:.SENSV(5)V(2,3)I(V2)I(V5)OUT1<OUT2OUT3…..>為輸出變量,.SENS語句是經(jīng)過在偏置點(diǎn)附近將電路線性化，計(jì)算并打印出每個(gè)輸出變量對電路中全部元器件值和模型參數(shù)改變時(shí)敏感程度。運(yùn)行.SENS語句后，對應(yīng)每一個(gè)元器件值和模型參數(shù)都將打印出指定輸出量元件靈敏度和歸一化靈敏度。所以這個(gè)語句很輕易產(chǎn)生大量輸出。當(dāng)前只對以下元器件才能計(jì)算其靈敏度 電阻器 獨(dú)立電壓源和獨(dú)立電流源 電壓控制開關(guān)和電流控制開關(guān) 晶體二極管 雙極晶體管76/118小信號傳輸函數(shù)語句格式：.TFOUTVARINVAR例： .TFV(5,3)VIN .TFI(V1)VIN其中OUTVAR是小信號輸出變量，INVAR是小信號輸入源．TF語句經(jīng)過在偏置點(diǎn)附近將電路線性化后，計(jì)算并打印出電路直流小信號傳信函數(shù)值，即輸出與輸入比值，輸入電阻值和輸出電阻值。77/118交流特征分析語句格式：

.AC(SType)NFSTARTFSTOP要使用AC特征分析，必須在輸入中最少指定一個(gè)獨(dú)立源交流值，以使分析得以進(jìn)行。另外要使FSTOP＞FSTART＞0?！疉C分析中，全部含有非零幅度值獨(dú)立電壓和電流源都是電路輸入。要得到AC分析結(jié)果必須使用.PRINT,.PLOT或.PROBE中一個(gè)。頻率取值方法，包含LIN、DEC、OCT每一數(shù)量級中取頻率點(diǎn)數(shù)目起始頻率值終止頻率值78/118噪聲分析語句格式： .NOISEV(N+,N-)SOURCEM例，NOISEV(5)VIN10該語句是進(jìn)行電路噪聲分析。噪聲分析是同交流分析一起進(jìn)行。所以．NOISE語句要與.AC語句一同出現(xiàn)。節(jié)點(diǎn)總噪聲輸出電壓作為噪聲輸入基準(zhǔn)并計(jì)算等效輸入噪聲節(jié)點(diǎn)處獨(dú)立電壓源或獨(dú)立電流源名稱頻率問隔點(diǎn)數(shù)，在每個(gè)間隔頻率點(diǎn)，電路中每個(gè)噪聲源貢獻(xiàn)將打印出來。若為零則不打印該信息 電路中產(chǎn)生噪聲器件有電阻器和半導(dǎo)體器件，每個(gè)器件噪聲源在AC分析每個(gè)頻率計(jì)算出對應(yīng)噪聲，并傳送到一個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)，全部傳送到該節(jié)點(diǎn)噪聲進(jìn)行方均根相加，就得到了指定輸出端等效輸出噪聲。同時(shí)計(jì)算出從輸入源到輸出端電壓(電流)增益,由輸出噪聲和增益就得到等效輸入噪聲值 若SOURCE是電壓源，則計(jì)算等效輸入噪聲電壓，單位為v／Hz1/2 若OURCE是電流源，則計(jì)算等效輸入噪聲電流，單位為A／Hz1/2

噪聲分析產(chǎn)生兩種輸出；詳細(xì)表格，總表和圖。若在.NOISE設(shè)置了M值，則不打印詳細(xì)表格。詳細(xì)表格是隨分析時(shí)打印出來，不需要.PRINT或.PLOT語句說明。假如需要打印出等效輸入噪聲和輸出噪聲，就需要用.PRINT或.PLOT語句來實(shí)現(xiàn)。79/118瞬態(tài)分析語句格式：.TRANTSTEPTSTOP<TSTART><TMAX><UIC>例： .TRAN1NSl00NS .TRAN1nsl00NS1NSUIC .TRAN／OP5NS400NS50NS其中TSTEP是繪圖時(shí)間增量，TSTOP是分析終止時(shí)間，TSTART是繪圖開始時(shí)間，TSTART缺省值為0。TMAX是最大步長，缺省值是TSTEP和(TSTOP-TSART)／50中較小值。

UIC是一個(gè)任選關(guān)鍵字，表示用戶用自己要求初始條件進(jìn)行瞬態(tài)分析，而不用在瞬態(tài)分析前進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)求解。

瞬態(tài)分析總是從時(shí)間零開始，在時(shí)間零到TSTART時(shí)間間隔內(nèi)，瞬態(tài)電路分析仍進(jìn)行，只是沒有輸出，而且瞬態(tài)分析值也沒有存貯起來。在TSTART和TSTOP間隔內(nèi)進(jìn)行計(jì)算存貯并輸出。 瞬態(tài)分析時(shí)程序采取變步長算法以確保精度和速度.當(dāng)電路改變不大時(shí)，內(nèi)部運(yùn)算時(shí)間步長就增大，改變快時(shí)就縮小，這么計(jì)算出來不一樣時(shí)間值并采取2階多項(xiàng)式插值法得到所需要打印時(shí)間值。 .TRAN語句中帶有“／OP”后綴時(shí)，能打印出由.OP語句產(chǎn)生偏置點(diǎn)。80/118付里葉分析語句格式：

.FOURFREQV1＜V2V3…..＞例:.FOUR100KV(5)其中FREQ是基頻，V1＜V2V3…..＞是要求分析輸出變量(節(jié)點(diǎn)電壓)。付里葉分析計(jì)算了瞬態(tài)分析結(jié)果一部分，得到基頻、DC分量、第2到第9次諧波。不是全部瞬態(tài)結(jié)果都要用到，只用到瞬態(tài)分析TSTOP之前基頻一個(gè)周期。若PERIOD是基頻周期，則PERIOD＝l／FREQ。付里葉分析時(shí)間是(TSTOP-PERIOD)＝1/F，就是說，瞬態(tài)分橋最少要連續(xù)1／FREQ 為了得到最高精度，應(yīng)把瞬態(tài)分析中TMAX定為PERIOD/100。對高Q值電路，TMAX可小一些。.FOUR語句運(yùn)行結(jié)果就是輸出，不用設(shè).PRINT或.PLOT81/118溫度特征分析語句格式：

.TEMPT1<T2T3…..>例：.TEMP–5525l00該語句要求在什么溫度下進(jìn)行模擬，T1，T2…是指定模擬溫度(單位為℃)。若給了幾個(gè)溫度，則對每個(gè)溫度，都要做一遍全部分析。當(dāng)溫度低于-273℃時(shí)不能模擬。模型參數(shù)是在溫度為標(biāo)稱溫度TNOM下值，若無.TEMP語句，則程序?qū)⒃跍囟萒NOM＝27℃下進(jìn)行模擬。82/118節(jié)點(diǎn)設(shè)置語句語句格式：.NODESETV(NODE)＝VAL<V(NODE)＝VAL>……例:NODESETV(12)＝4.5V(4)＝2.2NODE為節(jié)點(diǎn)號，V(NODE)為節(jié)點(diǎn)電壓，VAL是設(shè)置電壓值。該語句作用是使指定節(jié)點(diǎn)電壓固定在所給定電壓值上，程序先按這些節(jié)點(diǎn)電位求得直流或瞬態(tài)初始解進(jìn)行運(yùn)算，在解收斂后就去掉這些約束條件繼續(xù)選代，直到算得真正解為止。 此語句對雙穩(wěn)態(tài)或非穩(wěn)態(tài)電路計(jì)算收斂可能是必須，它可使電路擺脫“停頓”狀態(tài)，而進(jìn)入所希望狀態(tài)。普通情況該詞句是無須要。 此語句也可幫助開啟DC掃描。.NODESET電壓可用在DC掃描第一步，在余下各步中被忽略。在嵌套DC掃描中，.NODESET可用于每個(gè)嵌套(即內(nèi)層掃描)第一步。該命令也可用到DC掃描其它類型，如參數(shù)值或溫度掃描。83/118初始條件設(shè)定語句語句格式：

.ICV(NODE)＝VAL＜V(NODE)＝VAL…＞例: ICV(11)＝5V(4)＝-5V(2)＝2.2該語句是設(shè)置瞬態(tài)初始條件，它和.NODESET語句不一樣,.NODESET是用來幫助直流解收斂，并不影響最終得到工作點(diǎn)(對多穩(wěn)態(tài)電路除外)，一旦建立了工作點(diǎn)，這些值在DC掃描分析和瞬態(tài)分析中不在起作用，而.IC值用來計(jì)算瞬態(tài)分析偏置點(diǎn)以及非線性元件線性化參數(shù)，它不影響DC掃描。 該語句有兩種不一樣解釋，取決于在.TRAN語句中是否要求了參數(shù)UIC。 在.TRAN語句中要求了參數(shù)UIC時(shí)：程序用.IC語句中要求節(jié)點(diǎn)電壓計(jì)算電容、二極管、雙極型晶體管、結(jié)型場效應(yīng)晶體管和MOS場效應(yīng)管初始條件。這和在每個(gè)器件語句中要求IC參數(shù)是完全等效，但在器件語句中要求IC值優(yōu)先于.IC語句值，一旦要求了參數(shù)UIC和有.IC語句時(shí)，瞬態(tài)分析就先不進(jìn)行直流工作點(diǎn)分析(初始瞬態(tài)值)，所以應(yīng)該在.IC語句中仔細(xì)設(shè)定各點(diǎn)直流電位。 在.TRAN語句中未要求參數(shù)UIC時(shí)，在瞬態(tài)分析前計(jì)算直流偏置(初始瞬態(tài))解。這.IC語句中指定節(jié)點(diǎn)電壓僅看成求解直流工作點(diǎn)時(shí)對應(yīng)節(jié)點(diǎn)初始值。在瞬態(tài)分析時(shí)對這些節(jié)點(diǎn)限制就取消了。84/118蒙特卡羅分析語句格式： .MC(runsvalue)(analysis)<outputvariable>

+<function><options>例： .MC8TRANV(10)YMAX .MC20ACVP(91，34)YMAx .MC40DCIC(Q8)YMAXLIST(runsvalue)為指定運(yùn)行次數(shù)，這是.MC語句中必須。程序要求最大為。(analysis)在.MC語句中是必須，其所選分析必須設(shè)為直流分析DC、交流分析AC和瞬態(tài)分析TRAN這三者中一個(gè)。選定分析在隨即運(yùn)行中將屢次運(yùn)行。

.MC語句可對電路因元器件模型參數(shù)存在允許偏差(容差)造成電路特征改變進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。器件模型參數(shù)是在．MODEL語句中設(shè)定DEV和LOT容差范圍內(nèi)，在每次分析時(shí)隨機(jī)地改變。 .MC語句對所選定分析直流、交流、瞬態(tài)特征進(jìn)行屢次運(yùn)行。第一次運(yùn)行時(shí)，全部元器件模型參數(shù)均在標(biāo)稱值下，隨即運(yùn)行中模型參數(shù)在其容差范圍內(nèi)隨機(jī)改變。

<outputvariable>為輸出變量名，<function>是對輸出變量全部值進(jìn)行特定運(yùn)算而降低到一個(gè)值單值運(yùn)算方法選擇。將在額定值下分析(第一次運(yùn)行)值與隨即統(tǒng)計(jì)分析運(yùn)行值進(jìn)行比較(單值運(yùn)算)就得到了單值，<function>必須是以下方法之一：

YMX 求出每個(gè)波形與額定運(yùn)行值最大差值

MAX 求出每個(gè)波形最大值

MIN 求出每個(gè)波形最小值

RISEEDGE＜value＞其中value是指定閾值。找出第一次超出閾值波形，這波形里在超出閾值點(diǎn)之后必須有一個(gè)或幾個(gè)點(diǎn)等于或低于這個(gè)值。最終列出輸出值就是波形超出閾值值。

FALLEDGE＜value＞其中value是指定閾值，找出第一次低于閾值波形，這波形里在一個(gè)低于閾值點(diǎn)之后必須有一個(gè)或幾個(gè)等于或高于這個(gè)值。最終列出輸出值就是波形低于閾值點(diǎn)。<options>輸出任選項(xiàng)：包含以下幾項(xiàng)，選擇時(shí)可不選或選幾個(gè)：

LIST：每次運(yùn)行中每個(gè)元件實(shí)際使用模型參數(shù)值。

OUTPUT(outputtype)：要求在第一次運(yùn)行以后各次運(yùn)行輸出。OUTPUT則只對第一次(規(guī)范值)運(yùn)行產(chǎn)生輸出，(outputtype)可選以下幾個(gè)之一個(gè)：

ALL：產(chǎn)生全部輸出(包含第一次運(yùn)行值)；

FIRST<value>：只產(chǎn)生前n次運(yùn)行產(chǎn)生輸出

EVERY<value>：對每個(gè)第n次運(yùn)行產(chǎn)生輸出；

RUNS<value1value2….>：僅對此部分中列出運(yùn)行次數(shù)進(jìn)行分析并產(chǎn)生輸出，這個(gè)表中最多可列25個(gè)值。

RANGE<lowvalue>，<highvalue>用下限值和上限值限制掃描變量范圍，符號“*”可用來表示value為全部值。如

YMAXRANGE(*，5]對全部小于或等于5掃描變量(時(shí)間、頻率等)計(jì)算出YMAX。MAXRANGE(一1，*)：對大于或等于-1掃描變量算出最大輸出變量。假如RANGE未寫，掃描變量在整個(gè)掃描范圍內(nèi)計(jì)算。85/118靈敏度/最壞情況分析語句格式：.WCASE(analysis)(outputvariable)<function><option>例：.WCASETRANV(10)YMX.WCASEDCIC(Q6)YMAXVARYDEV.WASEACVP(5，0)YMAXDEVICERQOUTPUTALL

.WCASE語句中前三項(xiàng)(analysis)(outputvariable)<function>均與.MC語甸中含意一樣,<option>是任選項(xiàng)，可沒有，也可選以下幾個(gè)：? .WASE語句是對電路進(jìn)行靈敏度和最壞情況分析。該語句是在參數(shù)改變時(shí)，對所選分析屢次運(yùn)行,與.MC不一樣是.WCASE每次運(yùn)行只改變一個(gè)器件參數(shù)，而montecarlo統(tǒng)計(jì)分析是參數(shù)按指定統(tǒng)計(jì)規(guī)律同時(shí)隨機(jī)改變。因?yàn)?WCASE每次運(yùn)行時(shí)可求出每個(gè)參數(shù)對輸出變量(波形)靈敏度，在全部靈敏度都得到后，在最終一次運(yùn)行中．使各個(gè)參數(shù)同時(shí)按容差范圍內(nèi)各自最大改變量改變，這么就進(jìn)行了最壞情況分析了。假如器件參數(shù)有5個(gè)，.WCASE開始按參數(shù)標(biāo)稱值進(jìn)行第一次分析，然后由各自容差分別改變一個(gè)參數(shù)共運(yùn)行5次，最終進(jìn)行最壞情況分析，所以.WCASE共進(jìn)行參數(shù)變量加二次等于7次分析。<option>是任選項(xiàng)，可沒有，也可選以下幾個(gè)：

OUTPUTALL：要求將第一次運(yùn)行以后各次運(yùn)行輸出。若沒有申明則僅輸出標(biāo)稱值(第一次)和最壞情況下運(yùn)行結(jié)果。

RANGE<lowvalue>，<highvalue>：同.MC語句。

HI或LOW：指定了最壞情況分析方向(相對于標(biāo)稱值)，假如<function>是YMAX或MAX，缺省值為HI，不然缺省值是LOW。VARYDEV(VARYLOT)(VARYBOTH)：器件模型參數(shù)按.MODEL語句中要求DEV容差各自獨(dú)立隨機(jī)改變或LOT容差同時(shí)發(fā)生隨機(jī)改變或者依據(jù)二者都進(jìn)行改變。假如未申明該選項(xiàng)，則缺省值是(VARYBOTH)。BYRELTOL:器件模型參數(shù)按.Options語句設(shè)置RELTOL(相對精度)改變。BY<value>：器件模型參數(shù)按設(shè)置<value>值改變，缺省時(shí)即只寫B(tài)Y其值為BYRELTOL。DEVICE<listofdevicetype>：對要進(jìn)行分析器件類型，可在關(guān)鍵詞DEVICE后列出。列出幾個(gè)類型時(shí)不要用空格、括號等隔開，如只對R和Q進(jìn)行分析，則形式為DEVICERQ。該選項(xiàng)缺省時(shí)，則對全部器件都進(jìn)行靈敏度／最壞情況分析。86/118分布參數(shù)定義語句語句格式：.DISTRIBUTION<name><(deviation)(probability)><(deviation)(probability)>……例子：..DISTRIBUTIONUSERDEF1(-1,0)(0,1)(1,0)語句用于在montecarlo統(tǒng)計(jì)容差分析中，讓用戶自己定義器件模型參數(shù)容差分布，由.DISTRIBUTION所描述容差分布曲線可控制Pspice產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)相對概率分布，以計(jì)算模型參數(shù)偏差。在Pspice中隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器范圍為(-1，+1)，參數(shù)偏差有均勻分布、高斯分布及用戶自定義分布，每種分布都由<name>標(biāo)明。用戶假如要定義器件模型參數(shù)容差分布，則＜name＞在.options和.model語句中都應(yīng)同名。 <(deviation)(probability)>表示了<(偏差)(概率)>，這是數(shù)字對，用它所組成一組數(shù)字對，就描述了每次.MC運(yùn)行時(shí)，給器件模型參數(shù)計(jì)算偏差值以及對應(yīng)概率值，數(shù)字對可達(dá)100個(gè)。偏差值必須在(-1，＋1)之間，這是與隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器范圍相匹配，后賦值時(shí)，要使后面值應(yīng)大于或等于前面值，概率表示是相對可能性，必須為正數(shù)或零，87/118函數(shù)定義語句語句格式：.FUNC(name)(<arg>)(body)例：.FUNCE(x)EXP(X) .FUNCSINH(x)(E(x)十E(-x))/2.FUNC函數(shù)定義語句用以定義表示式中所要用到函數(shù)，.FUNC語句必須出現(xiàn)在第一次使用這個(gè)函數(shù)之前，且函數(shù)不能重新定義，函數(shù)名(name)定義可任意，但應(yīng)與PSPICE內(nèi)建函數(shù)如“ABS”“SIN”等不一樣。(name)后跟自變量(arg)，最多可有10個(gè)自變量，在因數(shù)使用時(shí)自變量數(shù)目必須與定義數(shù)目相等。語句中自變量可有可無．但括號不能省。(body)為函數(shù)體，能夠利用前面已定義過函數(shù)88/118包含文件語句語句格式： .INC(filename)例：.INCAAA.CIR .INCC:\PSPICE\LIB\BBB.CIR.INC語句是用于插入別文件內(nèi)容，(filename)是任意字符串包含文件能夠包含任何語句，其特殊點(diǎn)為：無標(biāo)題行，可用一個(gè)注釋；假如有.END語句，則表示包含文件末尾；.INC語句最多有4級“包含”。89/118參數(shù)及表示式定義語句語句格式： .PARAM(name＝value)<name＝value>….. .PARAM(name＝expression)<name＝expression>…例：.PARAMVCC＝6V，VEE＝-6V .PARAMBD＝(100KHz／3) .PARAMPI＝3.14159以參數(shù)代替數(shù)值，或在表示式中使用參數(shù)，能夠靈活設(shè)置電路輸入文件中待分析值。(name)是定義參數(shù)名，(value)和(expression)分別是常數(shù)或表示式，表示式必須僅含常數(shù)或前面已定義過參數(shù)，其它參數(shù)不能在表示式中。(name)名不能與程序中予定義參數(shù)、予定義函數(shù)或命令同名90/118參數(shù)分析語句語句格式： .STEP(LIN)SNAMESSTARTSSTOPSINCR .STEP<DEC><OCT>SNAMESSTARTSSTOPND .STEPSNAMELIST＜VAL1VAL2….＞例：.STEPVCE012V5V

.STEPLINIA2mA-2mA0.1mA

.STEPPARAMFREQ1K100K1K該語句是按掃描變量名(SNAME)對電路全部分析進(jìn)行參數(shù)掃描，.STEP每一步都要進(jìn)行.DC,.AC,.TRAN等通常分析，全部分析完成后，對全部掃描值產(chǎn)生了一個(gè)完整輸出。

掃描能夠是線性(LIN)，對數(shù)(DEC)，倍頻程(OCT)或列表形式。掃描變量能夠是電流、模型參數(shù)、溫度、和全程變量。 .STEP語句與.DC語句相同，假如在.STEP和.DC設(shè)置了一樣值，會出現(xiàn)錯誤標(biāo)志，使任何分析均不能進(jìn)行。 一樣在.STEP，.TEMP，.MC，WCASE和.DC中二種分析，設(shè)置一樣值也是不允許。91/118結(jié)果輸出語句.PRINT(PRTYPE)OUT1<OUT2…OUT8>例：.PRINTTRANV(4)V(2,8)I(VIN)I(VCC)該語句要求1至8個(gè)輸出變量打印輸出,PRTYPE是輸出分析類型：DC，AC，TRAN，NOISE.PLOT(PRTYPE)OUT1<(low,high)><OUT2<(low,high)>…OUT8>例：.PLOTI(D8)I(VCC)(-20mA，20mA)

該語句要求l到8個(gè)輸出變量繪圖輸出，PRTYPE是輸出分析類型(DC，AC，TRAN，NOISE）。(low,high)可選項(xiàng)是表示對任何輸出變量要求作圖下限(low)和上限(high)。如沒有要求繪圖限制，PSPICE將自動地決定全部繪圖輸出變量最小值和最大值，并換算適當(dāng)作圖百分比。92/118輸出變量格式含意V(N)節(jié)點(diǎn)N電壓(相對參考點(diǎn))V(N+,N-)節(jié)點(diǎn)N+和N-間電壓V(name)name元器件上電壓Vx(name)name元器件x端電壓Vxy(name)name元器件X和Y兩端電壓Vz(name)傳輸線一終端電壓I(name)經(jīng)過name元器件電流Ix(name)進(jìn)入name元器件x端電流Iz(name)name傳輸線一終端電流D(name)名為name數(shù)字節(jié)點(diǎn)數(shù)字值。該值僅在DC和瞬態(tài)分析有效．例子：V(1) 節(jié)點(diǎn)1與地之間電壓V(3,2) 節(jié)點(diǎn)3與節(jié)點(diǎn)2之間電壓V(R10) 電阻R10上電壓VB(Q5) 雙極晶體管Q5基極與地之間電壓VGS(M8) MOSFETM8柵極與源極間電壓VA(T2) 傳輸線T2A端口電壓I(D2) 經(jīng)過二極管D2電流IG(J6) 流入JFETJ6柵極電流D(QA) 數(shù)字節(jié)點(diǎn)QA數(shù)字值93/118交流分析中輸出變量附加項(xiàng)含意不加幅度M幅度P相位DB單位為分貝幅度G群延遲R實(shí)部I虛部 AC分析中，在輸出電壓v和電流I變量之后再加上附加項(xiàng)，就可得到適當(dāng)輸出。各附加項(xiàng)含意以下；例子：V(2,1) 節(jié)點(diǎn)2和節(jié)點(diǎn)1電壓幅度VM(2) 節(jié)點(diǎn)2與參考節(jié)點(diǎn)(地)間電壓幅度VDB(R1)

R1上電壓幅度分貝(dB)數(shù)VBEP(Q5) 三極管Q5基極與發(fā)射極間電壓相位IAG(T2) 傳輸線T2A端口電流群延遲IR(VIN) 流過電壓源VIN電流實(shí)部II(R1) 流過電阻R1上電流虛部IGG(M3) MOSFETM3柵極電流群延遲94/118噪聲分析中輸出變量輸出變量含意INOISE輸入節(jié)點(diǎn)等效輸入噪聲ONOISE輸出節(jié)點(diǎn)總均方根噪聲和。即總輸出噪聲DB(INOISE)按分貝為單位等效輸入噪聲DB(ONOISE)按分貝為單位總輸出噪聲95/118第五部分常見問題96/118浮動節(jié)點(diǎn)97/118少于兩個(gè)連接節(jié)點(diǎn)98/118電壓源和有感回路99/118直流分析不收斂直流分析時(shí)不收斂，往往是因?yàn)殡娐愤B接、元件值或模型參數(shù)值有錯造成。偏置點(diǎn)計(jì)算不收斂有以下5種處理方法；重置ITLl項(xiàng)

最簡單方法是增加直流迭代次數(shù)限制，在任選項(xiàng)中ITLl為40，可把ITLl置為1000，這么就允許許更多迭代次數(shù)，可能會造成收斂。這種方法，往往對計(jì)算終止值在真實(shí)解附近較有效。使用OFF項(xiàng) 在直流計(jì)算時(shí)，可關(guān)斷全部對直流計(jì)算是截止半導(dǎo)體器件。偏置點(diǎn)首先是假定被設(shè)定器件都是在截止時(shí)得到，收斂后再允許這些器件中有電流經(jīng)過，以使它們端電壓與實(shí)際相符，處于正常工作，然后繼續(xù)迭代至收斂。所以O(shè)N／OFF項(xiàng)不影響偏置點(diǎn)最終解，只影響對初始迭代預(yù)計(jì)。所以，這種方法對非線性工作區(qū)是最有效。使用.NODESET語句 .NODESET語句是節(jié)點(diǎn)電壓設(shè)置語句，用它能夠?qū)﹄娐分幸恍┕?jié)點(diǎn)設(shè)置初始電壓。在直流分析時(shí)將對予置節(jié)點(diǎn)接上設(shè)定電壓源，進(jìn)行迭代直至收斂，再將這些電壓源去掉繼續(xù)迭代直至收斂到最終解。所以該語句僅起幫助收斂作用并不影響直流偏置點(diǎn)最終解。放寬分析準(zhǔn)確度 收斂最終判據(jù)是用相對誤差和絕對誤差來表示，這些誤差直接反應(yīng)了分析精度。假如放寬了分析精度也就放寬了收斂條件。假如設(shè)置RELTOL＝0.02，ABSTOL＝10-10，VNTOL=10-4,且把ITL1設(shè)為300，這就比用它們?nèi)笔≈刀即螅捶艑捔耸諗織l件，假如這時(shí)收斂了，就記下非線性元件控制節(jié)點(diǎn)直流電壓值，并把這些節(jié)點(diǎn)電壓用.NODESET語句設(shè)定記下節(jié)點(diǎn)直流電壓值，然后恢復(fù)上述任選項(xiàng)值，即提升分析精度，再運(yùn)行一次，看是否收斂。使用UIC開關(guān)在以上方法都不能使直流偏置點(diǎn)收斂時(shí)，使用開關(guān)UIC可作為最終償試。該法取得正確結(jié)果可能性約98％。這種方法是在不用直流(DC)和交流(AC)分析時(shí)只進(jìn)行瞬態(tài)分析，并用取得穩(wěn)態(tài)輸出值作為給節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電壓值設(shè)定，再按要求，重新進(jìn)行所需分析。詳細(xì)步驟以下：1、假如在輸入文件中有.OP和.AC語句，則去掉這些語句，只進(jìn)行瞬態(tài)分析。去掉全部脈沖，指數(shù)或正弦輸入源。2、設(shè)置合理模擬時(shí)間。3、使用.TRAN語句中UIC開關(guān)，這將允許在沒有求解靜態(tài)工作點(diǎn)情況下就進(jìn)行瞬態(tài)計(jì)算。4、對電路輸入文件中每一個(gè)非線性控制節(jié)點(diǎn)添加觀察項(xiàng)5、運(yùn)行該分析。6、從輸出曲線圖中每一節(jié)點(diǎn)輸出波形取值。將這些電壓值作為節(jié)點(diǎn)設(shè)置來決定每個(gè)非線性控制節(jié)點(diǎn)初始電壓。7、重新加上所需要獨(dú)立電源、.OP和.AC語句。8、.TRAN語句中去掉UIC開關(guān),⑧再開始分析。100/118直流掃描和轉(zhuǎn)移分析不收斂直流掃描和轉(zhuǎn)移特征分析時(shí)不收斂，除了采取直流偏置點(diǎn)分析中處理方法外還有以下幾個(gè)重置ITL2項(xiàng) ITL2是對直流轉(zhuǎn)移特征曲線迭代次數(shù)限制，其缺省值是20，如把ITL2置為200，這么就允許更多迭代次數(shù)，而造成收斂。當(dāng)然在增加ITL2時(shí)，應(yīng)同時(shí)重置ITL1，普通ITL1＞ITL2。用分段線性源代替直流掃描

造成直流掃描特征分析不收斂和最普通情況是分析帶有正反饋電路，如斯密特觸發(fā)器電路。能夠使用瞬態(tài)分析代替直流掃描。101/118瞬態(tài)分析不收斂重置ITL4項(xiàng)

重新設(shè)置瞬態(tài)分析時(shí)間點(diǎn)迭代極限，ITL4缺省值是10，如設(shè)為40，就會有更多迭代次數(shù)，可能會造成收斂，這種設(shè)置會使模擬速度減慢。在ITL4增加后，有時(shí)要設(shè)置ITL5＝0使解收斂。放寬分析精度

試將電壓和電流相對誤差容限即相對精度放寬，RELTOL缺省值是0.001，如將其放寬到0.01。此時(shí)也可放寬電流或電壓絕對誤差容限，就是重置ABST0L(缺省值1PA)．如到lNA，重置VNTOL(缺省值luv)，如到100UV。設(shè)置電路初始條件102/118第六部分PSPICE元器件模型103/118元器件模型（電阻）模型名：RES 模型參數(shù)包含： 電阻因子 R 缺省值為1 線性溫度系數(shù) Tc1 缺省值為0 二次溫度系數(shù) Tc2 缺省值為0 指數(shù)溫度系數(shù) Tce 缺省值為0Tce未指定時(shí)電阻值與溫度關(guān)系為：

Rnew=Value*R*[1+Tc1*(T-T0)+Tc2*(T-T0)2]Tce指定時(shí)電阻值與溫度關(guān)系為：

Rnew=Value*R*1.01Tce*(T-T0)電阻噪聲模型是假定頻帶寬度為1Hz時(shí)計(jì)算，這時(shí)電阻熱噪聲功率譜密度(每單位帶寬)為

i2=4kT/Rnewi是等效噪聲電流,k是玻爾茲曼常數(shù)，T為熱力學(xué)溫度。104/118元器件模型（電容）模型名：CAP模型參數(shù)包含： 電容因子 C 缺省值為1 線性電壓系數(shù) Vc1 缺省值為0 二次電壓系數(shù) Vc2 缺省值為0 線性溫度系數(shù) Tc1 缺省值為0 二次溫度系數(shù) Tc2 缺省值為0電容值與電壓和溫度關(guān)系為：

Cnew=Value*C*[1+Vc1*V+Vc2*V2]

*[1+Tc1*(T-T0)+Tc2*(T-T0)2]105/118元器件模型（電感）模型名：IND模型參數(shù)包含： 電感因子 L 缺省值為1 線性電流系數(shù) IL1 缺省值為0 二次電流系數(shù) IL2 缺省值為0 線性溫度系數(shù) Tc1 缺省值為0

二次溫度系數(shù) Tc2 缺省值為0電感值與電流和溫度關(guān)系為：

Lnew=Value*L*[1+IL1*I+IL2*I2]

*[1+Tc1*(T-T0)+Tc2*(T-T0)2]106/118元器件模型（互感）模型名：CORE模型參數(shù)包含：

平均磁通橫截面積 AREA 缺省值為0.1 平均磁路長度 PATH 缺省值為1 有效氣隙長度 GAP 缺省值為0 疊層因子 PACK 缺省值為1 磁化強(qiáng)度飽和值 MS 缺省值為1E+6 平均磁場參數(shù) ALPHA 缺省值為1E-3 形狀參數(shù) A 缺省值為1E+3 磁疇壁折曲常數(shù) C 缺省值為0.2 磁疇壁約束常數(shù) K 缺省值為500 非線性磁心情況，能夠經(jīng)過設(shè)置B(K(name))從Probe中看到。磁化強(qiáng)度能夠設(shè)置H(K(name))看到.107/118元器件模型（壓控開關(guān)）模型名：VSWITCH模型參數(shù)包含： 閉合狀態(tài)控制電壓 VON 缺省值為1 斷開狀態(tài)控制電壓 VOFF 缺省值為