PSPICE电路仿真程序设计_甜梦文库
PSPICE电路仿真程序设计
PSPICE电路仿真程序设计湖北大学物理学与电子技术学院信息工程学科部杨维明教材及参考书参考书 ? 《模拟电路的计算机分析与设计―PSPICE程序 应用》清华大学出版社 高文焕 汪慧 编 ? 《ORCAD/PSPICE 9实用教程 》 西安电子科技 大学出版社 贾新章等 编 教材 ? 《 PSPICE电路仿真程序设计》国防工业出版 社 李永平 编第一讲 PSPICE 概论 CAA、CAD与EDA? CAA（Computer Aided Analysis） --计算机辅助分析? CAD（Computer Aided Design） --计算机辅助设计? EDA（Electronic Design Automation） --电子设计自动化电子电路设计的流程电子设计自动化（EDA）的特点? 提高效率，缩短设计周期。? 降低设计成本，提高产品质量。 ? 共享设计资源。? ??1.1.1 EDA与电子工程设计 电子产品的设计生产，从选题、方案论证、性能指标 确定、装调电路、修改、定型参数直到批量生产，是 一个复杂而又费时的过程。该过程的任一环节，都对 产品性能和经济效益产生直接影响。 传统的电路装配、调试过程，一般均采用面包板或专 门的焊接板，通过手工连线装配，检查无误后，进行 电路测量，最后评估电路性能。若性能与设计值不符 时，需调换参数并重新调试测量，直至符合设计要求 为止。但是，当电路非常复杂时，采用插接板或焊接 板组装电路时所产生的连线错误、器件损坏等人为错 误，常会造成人力、财力、时间的浪费及错误的性能 评估。?尤其是集成电路的设计，器件在插接板上就无 法组合成像集成电路内部那样紧密复杂的电子 电路，装配板上的寄生参数与集成环境中的完 全不同。因此，在装配板测试的特性将无法准 确地描述集成电路的真实特性。所以，电子电 路的传统设计方法已经不适应当前电子技术发 展的要求，这就要借助计算机完成电子电路的 辅助设计，即电子电路EDA技术。EDA包括电 子工程设计的全过程，如系统结构模拟、电路 特性分析、绘电路图和制作PCB等。? ????1.1.2 EDA的主要作用 EDA在电子工程设计中发挥了不可替代的重要作 用，主要体现在3个方面。 1.验证电路方案设计的正确性 当要求的系统功能确定之后，首先采用系统仿真 或结构模拟的方法验证系统方案的可行性，这只要确 定系统各环节的传递函数（数学模型）便可实现。 这种系统仿真技术可推广应用于非电专业的系统方案 设计，或某种新理论、新构思的方案设计，进而对构 成系统的各电路结构进行模拟分析，以判断电路结构 设计的正确性及性能指标的可实现性。这种精确的量 化分析方法，对于提高设计水平和产品质量，具有重 要的指导意义。? ?2.电路特性的优化设计 器件参数的容差和工作环境温度将对电路工作的稳 定性产生影响。传统的电路设计方法，很难对这种影 响进行全面的分析和了解，因而也就很难实现电路的 优化设计。EDA技术中的温度分析和统计分析功能， 既可以分析各种恶劣温度条件下的电路特性，也可以 对器件容差的影响进行全面的计算分析。其内容包括： ①对不同的容差特性进行规定次数的跟踪分析（蒙特 卡罗分析）； ②单独分析每一器件容差对电路的影 响量（灵敏度分析）；③分析全体器件容差对电路性 能的最大影响量（最坏情况分析）。采用统计分析方 法，便于确定最佳元件参数、最佳电路结构以及适当 的系统稳定裕度，真正做到电路的优化设计。?? ?3.实现电路特性的模拟测试 电子电路的设计过程中，大量的工作是各种 数据测试及特性分析。但是，受测试手段及仪 器精度所限，有些测试项目实现困难。例如， 超高频电路中的弱信号测量及噪声测量、某些 功率输出电路中具有破坏性质的器件极限参数 测量，如高温、高电压、大电流等。采用EDA 方式，可以方便地实现全功能测试，也可以直 接模拟各种恶劣工作环境及各种极限条件下的 电路特性而无器件或电路损坏之虞，较之传统 的设计方式要经济得多。?EDA在电子电路实验教学中，也发挥了巨大的作用。 一般院校的实验教学，从简单直流电路实验到交流电 路测试、时域分析、低频、中频乃至高频放大器、脉 冲数字电路的设计调试等，可达几十个实验项目。如 果上述项目全开设，除需要通用仪器如电源、信号源、 示波器外，还需要配置价格昂贵的专用仪器如扫频仪、 相位计、频谱仪、逻辑分析仪等。这些条件，一般院 校难以具备，所以有许多课程设计或实验项目因限于 设备条件而不能开设。利用EDA技术仿真、测试电路 特性，可节省多种测试仪器，节约经费开支，同时充 分发挥EDA精确分析、直观显示、全频带工作的优良 特性。1.1.3常用EDA仿真软件长期以来，大型的EDA系统都是运行在以 UNIX为操作系统的工作站平台上。随着PC机 性能的不断提高及Windows操作系统的逐步 发展，世界著名厂商如Cadence Design Systems，Mentor Graphics，Synopsys， OrCAD和Viewlogic Systems等，已先后推 出了支持PC―Windows平台的EDA开发软件。1、PSPICE、ORCAD：通用的电子电路仿真软件，适合于元件 级仿真。 2、SYSTEM VIEW：系统级的电路动态仿真软件 3、MATLAB：具有强大的数值计算能力，包含各种工具箱，其 程序不能脱离MATLAB环境而运行，所以严格讲，MATLAB 不是一种计算机语言，而是一种高级的科学分析与计算软件。 4、SIMULINK：是MATLAB附带的基于模型化图形组态的动态 仿真环境。 在电路仿真和印刷电路板（PCB）设计时，常用的EDA软件有： PSpice，OrCAD，FilterLab（模拟滤波器软件）， CircuitMaker2000，PROTEL，Electronic Workbench， PowerPCB EDA2000等。 其中Pspice软件是典型的电路仿真设计软件。是MicroSim公 司80年代中期推出的基于PC机的通用电路模拟分析软件。现 在的很多分析软件都是以Pspice为内核、经过历年来多次改 版，以其强大的功能和高度的集成性而成为个人电脑上最受 欢迎的电路仿真软件。1.2 SPICE发展历程? SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) ? 由美国加州大学伯克莉（Berkeley）分校电工和计算机科学 系分校开发。 ? 1972年首次推出。 ? 1983年OrCAD公司推出可在PC机上运行的PSpice 1（P即代表运行于PC机的版本）。?目前微机上广泛使用的PSPICE是由美国MicroSim公司开发 并于1984年1月首次推出的。 ? 1988年SPICE被定为美国国家工业标准。 ? 目前国际上享有盛誉的模拟电路设计工具都是以SPICE为基 础实现的，如MicroSim公司的PSpice，Meta Software公司的 HSPICE，以及Analogy公司的Saber等。1.2.1 PSPICE软件简介? PSPICE是由SPICE发展而来的用于微机系列的通用电路分 析程序。 ? 能进行模拟电路分析、数字电路分析和模拟数字混合电 路分析。 ? 现已成为微机级电路模拟标准软件。 ? PSpice5.0及以前的版本都为DOS版，而PSpice 5.1及以后的 各种版本均为窗口版。 ? PSpice软件分为工业版(Production Version)和教学版 (Evaluation Version)。1.2.2 OrCAD/PSpice软件???1998年1月MicroSim公司与OrCAD公司合并，称为 OrCAD公司。两公司强强联合后，相继推出一系列 基于PC机的EDA软件系统。 1998年11月推出的OrCAD/PSpice 9，是有相关中 文参考书的版本。目前较新版本是OrCAD/PSpice 10.5。 OrCAD软件覆盖了电子设计中的4项核心任务：电路 原理图输入及器件信息管理系统 OrCAD/Capture CIS，模拟、数字及模拟/数字混合电路分析与优化 设 计 OrCAD/Pspice A/D ， 可 编 程 逻 辑 设 计 OrCAD/Express Plus，印刷电路板（PCB）设计 OrCAD/Layout Plus。1.2.3 OrCAD/PSpice软件的改进??与 SPICE 相 比 ， OrCAD/PSpice 并不只是 单 纯将SPICE移植到PC机，而是在以下方面有 重大变革。 （1）不仅可以对模拟电路进行直流、交流、 瞬态等基本电路特性分析，而且可进行蒙特卡 洛（MC（MONTE CARLO））统计分析、最 坏 情 况 分 析 （ Wcase （ Worst-Case Analysis））、优化设计等复杂的电路特性分 析。???（2）不仅可对模拟电路进行计算机辅助分析， 而且可对数字电路、数/模混合电路进行计算 机模拟。为突出这一功能特点，新版本的软件 称为PSpice A/D。 （3）一改批处理运行模式，可在WINDOWS 环境下，以人机交互方式运行。绘制好电路图 后，即可直接进行电路模拟，无需编制繁杂的 输入文件。在模拟过程中，可以随时分析观察 模拟结果，并在电路图上修改设计。 经过25年的发展和应用，OrCAD/PSpice 实 际上已成为微机级电路模拟的标准软件。1.3 OrCAD/PSpice软件的功能特点1. PSpice A/D支持的元器件类型?PSpice A/D可模拟下述6类最常用的电路元器件：1）基本无源元件，如电阻、电容、电感、互感、传输线 等 （ 2）常用的半导体器件，如二极管、双极型晶体管、结型 场效应晶体管、MOS场效应晶体管、GaAs场效应晶体管、 绝缘栅双极晶体管（IGBT）等 （3）独立电压源和独立电流源。可产生用于直流（DC）、 交流（AC）、瞬态（TRAN）分析和逻辑模拟所需的各种 激励信号波形 （4）各种受控电压源、受控电流源和受控开关 （5）基本数字电路单元，包括常用的门电路、传输门、延 迟线、触发器、可编程逻辑阵列、RAM、ROM等 （6）常用单元电路，特别是像运算放大器一类集成电路， 可将其作为一个单元电路整体出现在电路中，而不必考 虑该单元电路的内部电路结构（??电路模拟的精度很大程度上取决于电路中代表各种元 器件特性的模型参数值是否精确。为方便用户使用， PSpice A/D提供的模型参数库中包括：超过11300 种半导体器件和模拟集成电路产品的模型参数， 1600多种数字电路单元产品的参数，其中包括最新 的GaAs器件和IGBT器件模型参数，对MOSFET器 件还提供了6种不同级别的模型，适用于先进的亚微 米工艺器件。 PSpice A/D为不同类别的元器件赋予不同的字母代 号，如表1-1所示。电路图中不同元器件编号的首字 母必须按照字母代号选取。表1-1 PSpice A/D 支持的元器件类别及其字母代号（按字母顺序）字母代号 B C D E F G H I J K L M元器件类别 字母代号 N GaAs 场效应晶体管 O 电容 Q 二极管 R 受电压控制的电压源 S 受电流控制的电流源 T 受电压控制的电流源 U 受电流控制的电压源 U STIM 独立电流源 V 结型场效应晶体管（JFET） W 互感（磁心） ，传输线耦合 X 电感 Z MOS 场效应晶体管（MOSFET）元器件类别 数字输入 数字输出 双极晶体管 电阻 电压控制开关 传输线 数字电路单元 数字电路激励信号源 独立电压源 电流控制开关 单元子电路调用 绝缘栅双极晶体管（IGBT）备注：N器件和O器件，是为混合电路中对数/模接口型结点 进行接口电路转换而引进的等效器件。2. PSpice A/D分析的电路特性PSpice A/D可分析的电路特性有6类15种，如表1-2所示：类别 直流特性 表 1-2 PSpice A/D 分析的电路特性 电路特性 （1）直流工作点（Bias Poit Detail） （2）直流灵敏度（DC Sensitivity） （3）直流传输特性（TF:Transfer Function） （4）直流特性扫描（DC Sweep） （1）交流小信号频率特性（AC Sweep） （2）噪声特性（Noice） （1）瞬态响应（Transient Analysis） （2）傅立叶分析（Fourier Analysis） （1） 温度特性（Temperature Analysis） （2） 参数扫描（Parametric Analysis） （1） 蒙特卡洛分析（MC:Monte Carlo） （2） 最坏情况分析（WC:Worst Case） （1） 逻辑模拟（Digital Simulation） （2） 数/模混合模拟（Mixed A/D Simulation） （3） 最坏情况时序分析（Worst-case timing Analysis）交流特性 瞬态特性 参数扫描 统计分析 逻辑模拟3. PSpice A/D 的配套功能软件（模块） ? OrCAD软件包中进行电路模拟分析的核心软 件是PSpice A/D。为更快更好地进行模拟工作， OrCAD软件包中还提供了5个配套软件（模块）。 它们之间的相互关系如图1-1所示 ? 主 要 包 括 Schematics （ 图 形 编 辑 程 序 ） 、 Pspice A/D（仿真分析程序）、Probe（图形 后处理程序）、Stimulus Editor（信号源编辑 程序）、Parts（元器件模型参数提取程序）、 Optimizer （电路优化程序）等6个软件包。OrCAD/ModelEd （模型参数提取） 模型参数库OrCAD/Capture 电路原理图生成OrCAD/StmEd 激励信号波形编辑PSpice A/D 电路模拟 逻辑模拟 数/模混合模拟 PSpice/Probe 信号波形显示分 析 图1-1 Pspice A/D 与配套软件PSpice/Optimizer 模拟电路优化设计1.4 PSpice 程序项组成 （1）Schematics 图形编辑程序Pspice的输入基本上是以电路原理图和网单文件两 种形式。电路元器件符号库中备有绘电原理图所需 的元器件符号，用户从符号图形库中调出所需的电 路元器件符号，组成电路图，由原理图编辑器自动 将原理图转化为电路网单文件，并标上节点号，提 供给仿真工具进行仿真。如果用户熟悉仿真程序的 输入语言，又没有将原理图存档的需求也可以直接 输入电路网单文件。（2）PSpice A/D 仿真分析程序? ? PSPICE A/D是PSPICE软件包中的分析程序 完成对模拟或数字电路的仿真分析?PSPICE A／D程序的输入文件是由电路编辑程序根据输入电路图自动生成以.CIR为后缀的文件，或由用户直接输入的电路描述文件? PSPICE A／D程序的输出文件是.DAT为后缀的数 据文件（供Probe使用）和.OUT为后缀的文本文件 （可从Schematics中显示）（3） Probe 图形后处理程序??Probe程序是PSpice软件包中的图形后处理程序它可将PSpice A/D程序仿真分析后的结果在屏幕或 打印设备上以数据形式或以数据相关的图形形式显 示出来?Probe程序的输入文件是电路经PSpice A/D程序分析计算后所生成的以.DAT为后缀的数据文件（4） Stimulus Editor 信号源编辑程序? 编辑PSpice运行过程中瞬态分析需要的脉冲、分段 线性、调幅正弦、调频和指数信号等信号波形。 ? 编辑逻辑模拟需要的时钟信号。? 编辑各种形状脉冲信号以及总线信号波形。（5） Parts 元器件模型参数提取程序? 将来自厂家的器件数据信息或用户自定义的器件数据转换为Pspice中所用的模型参数，并提供它们之间的关系曲线及相互作用，确定元件的精确度。（6） Optimizer 电路优化程序? 在电路的性能已经基本满足设计功能和指标的基础上，为了使得电路的某些性能更为理想，在一定的 约束条件下，对电路的某些参数进行调整，直到电路的性能达到要求为止。1.5 PSpice 支持的主要分析功能及特点 1. 直流分析包括电路的静态工作点分析、直流小信号传递函 数值分析、直流扫描分析与直流小信号灵敏度分析。 分析结果以文本文件方式输出。 直流小信号传递函数值是电路在直流小信号下的 输出变量与输入变量的比值，输入电阻和输出电阻也 作为直流解析的一部分被计算出来。进行此项分析时 电路中不能有隔直电容。分析结果以文本方式输出。直流分析 （续）直流扫描分析可作出各种直流转移特性曲线。输 出变量可以是某节点电压或某节点电流，输入变量可 以是独立电压源、独立电流源、温度、元器件模型参 数和通用（Global）参数（在电路中用户可以自定义 的参数）。 直流小信号灵敏度分析是分析电路各元器件参数 变化时，对电路特性的影响程度。灵敏度分析结果以 归一化的灵敏度值和相对灵敏度形式给出，并以文本 方式输出。PSpice 主要分析功能和特点 2. 交流小信号分析包括频率响应分析和噪声分析。根据用户所指定 的频率范围内对电路进行仿真分析。 频率响应分析能够分析传递函数的幅频响应和相 频响应，亦即，可以得到电压增益、电流增益、互阻 增益、互导增益、输入阻抗、输出阻抗的频率响应。 分析结果均以曲线方式输出。 PSpice用于噪声分析时，可计算出每个频率点上 的输出噪声电平以及等效的输入噪声电平。PSpice 主要分析功能和特点 3. 瞬态分析即时域分析，包括电路对不同信号的瞬态响应， 时域波形经过快速傅里叶变换（FFT）后，可得到频 谱图。通过瞬态分析，也可以得到数字电路时序波形。 另外，PSPICE可以对电路的输出进行傅里叶分析， 得到时域响应的傅里叶分量（直流分量、各次谐波分 量、非线性谐波失真系数等）。这些结果以文本方式 输出。PSpice 主要分析功能和特点 4. 灵敏度分析灵敏度分析是计算电路指定的输出变量对电路元 件参数的小信号灵敏度值。5. 温度特性分析PSpice通常是在27℃情况下进行各种分析和仿真 的，如果用户指定电路的工作温度，则可以进行不同 温度下的电路特性分析。PSpice 主要分析功能和特点 6. 蒙特卡罗（Monte Carlo）分析和最坏情况 （Worst Case）分析蒙特卡罗分析是分析电路元器件参数在它们各自 的容差（容许误差）范围内，以某种分布规律随机变 化时电路特性的变化情况，这些特性包括直流、交流 或瞬态特性。 最坏情况分析与蒙特卡罗分析都属于统计分析， 所不同的是，蒙特卡罗分析是在同一次仿真分析中， 参数按指定的统计规律同时发生随机变化；而最坏情 况分析则是在最后一次分析时，使各个参数同时按容 差范围内各自的最大变化量改变，以得到最坏情况下 的电路特性。例1.1 简单差分电路仿真分析?已知简单差分电路如图1-2所示.电源电压及元件值标明在图 中.Q1,Q2,Q3,Q4是同型号NPN晶体三极管,其参数Bf=80, Rb=100, Ccs=2pF, Tf=0.3ns, Tr=6ns, Cjf=3pF, Cjc=2pF, Vaf=50V.将元器件的各端 点作为节点，多个端点以线段连线时也只作为一个节点，对节点以正整数 标注，接地点编号一律为0。图中共标注了9个节点。要求（1）打印并绘 制直流曲线V（4）和V（5）；（2）计算低频小信号传输特性V（5）/VIN； （3）打印并绘制交流特性；（4）打印并绘制瞬态特性（5）打印所有节 点的直流工作点。用文本输入方式描述电路? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?DIFFERENTIAL AMPLIFIER VCC 8 0 12 *电路描述 VEE 0 9 12 VIN 1 0 AC 1 SIN(0 0.1 5MEG) R1 5 8 10K R2 4 8 10K R3 3 0 1K R4 1 2 1K R5 7 8 20K Q1 7 7 9 MOD1 Q2 4 2 6 MOD1 Q3 5 3 6 MOD1 Q4 6 7 9 MOD1 .MODEL MOD1 NPN BF=80 RB=100 CJS=2P TF=0.3NS TR=6N CJE=3P VAF=50 *QUESTION 1 分析及输出描述 .DC VIN -0.15 0.15 0.01 .PRINT DC V(4) V(5) .PLOT DC V(4) V(5) *QUESTION 2 分析及输出描述 .TF V(5) VIN *QUESTION 3 分析及输出描述 .AC DEC 10 25K 250MEG .PRINT AC VM(5) VP(5) .PLOT AC VM(5) VP(5) *QUESTION 4 分析及输出描述 .TRAN 4N 100N 1N .PRINT TRAN V(5) V(4) .PLOT TRAN V(5) V(4) *QUESTION 5 分析及输出描述 .OP .PROBE .END仿真结果DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE= 27.00 DEG C?VIN -1.500E-01 -1.400E-01 -1.300E-01 -1.200E-01 -1.100E-01 -1.000E-01 -9.000E-02 -8.000E-02 -7.000E-02 -6.000E-02 -5.000E-02 -4.000E-02 -3.000E-02 -2.000E-02 -1.000E-02 0.000E+00 1.000E-02 2.000E-02 3.000E-02 4.000E-02 5.000E-02 6.000E-02 7.000E-02 8.000E-02 9.000E-02 1.000E-01 1.100E-01 1.200E-01 1.300E-01 1.400E-01 1.500E-01V(4)V(5)? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1.157E+01 -7.420E-01 1.151E+01 -7.316E-01 1.144E+01 -7.197E-01 1.136E+01 -7.058E-01 1.129E+01 -6.883E-01 1.120E+01 -6.627E-01 1.108E+01 -5.907E-01 1.076E+01 -2.783E-01 1.034E+01 1.383E-01 9.827E+00 6.463E-01 9.225E+00 1.245E+00 8.538E+00 1.929E+00 7.779E+00 2.685E+00 6.962E+00 3.500E+00 6.105E+00 4.354E+00 5.229E+00 5.229E+00 4.353E+00 6.104E+00 3.497E+00 6.960E+00 2.682E+00 7.776E+00 1.924E+00 8.535E+00 1.238E+00 9.221E+00 6.375E-01 9.822E+00 1.272E-01 1.033E+01 -2.918E-01 1.075E+01 -5.416E-01 1.102E+01 -5.756E-01 1.112E+01 -5.881E-01 1.119E+01 -5.949E-01 1.126E+01 -5.989E-01 1.133E+01 -6.013E-01 1.140E+01 -6.025E-01 1.146E+01DC TRANSFER CURVES TEMPERATURE= 27.00 DEG C? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?LEGEND: *: V(4) +: V(5) VIN V(4) (*+)--------- -5.....5000E+01 ___________________________ -1.500E-01 1.157E+01 . +. . . * . -1.400E-01 1.151E+01 . +. . . * . -1.300E-01 1.144E+01 . +. . . * . -1.200E-01 1.136E+01 . +. . . * . -1.100E-01 1.129E+01 . +. . . * . -1.000E-01 1.120E+01 . +. . . * . -9.000E-02 1.108E+01 . +. . . * . -8.000E-02 1.076E+01 . +. . .* . -7.000E-02 1.034E+01 . + . .* . -6.000E-02 9.827E+00 . .+ . * . -5.000E-02 9.225E+00 . . + . *. . -4.000E-02 8.538E+00 . . + . * . . -3.000E-02 7.779E+00 . . + . * . . -2.000E-02 6.962E+00 . . + . * . . -1.000E-02 6.105E+00 . . +. * . . 0.000E+00 5.229E+00 . . .X . . 1.000E-02 4.353E+00 . . *. + . . 2.000E-02 3.497E+00 . . * . + . . 3.000E-02 2.682E+00 . . * . + . . 4.000E-02 1.924E+00 . . * . + . . 5.000E-02 1.238E+00 . . * . +. . 6.000E-02 6.375E-01 . .* . + . 7.000E-02 1.272E-01 . * . .+ . 8.000E-02 -2.918E-01 . *. . .+ . 9.000E-02 -5.416E-01 . *. . . + . 1.000E-01 -5.756E-01 . *. . . + . 1.100E-01 -5.881E-01 . *. . . + . 1.200E-01 -5.949E-01 . *. . . + . 1.300E-01 -5.989E-01 . *. . . + . 1.400E-01 -6.013E-01 . *. . . + . 1.500E-01 -6.025E-01 . *. . . + .直流电压传输特性屏幕图形输出低频小信号传输特性SMALL-SIGNAL CHARACTERISTICS 增益:V(5)/VIN = 8.785E+01 INPUT RESISTANCE AT VIN = 8.941E+03 OUTPUT RESISTANCE AT V(5) = 9.447E+03思考题:除了设置小信号传 递函数值分析外, 还能采取 哪些方法可求解出增益??? ? ? ? ? ? ? ?交 流 特 性 列 表 输 出? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DIFFERENTIAL AMPLIFIER **** AC ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG C *************************************************************************** FREQ VM(5) VP(5) 2.500E+04 8.785E+01 -2.508E-01 3.147E+04 8.785E+01 -3.158E-01 3.962E+04 8.785E+01 -3.975E-01 4.988E+04 8.785E+01 -5.005E-01 6.280E+04 8.785E+01 -6.301E-01 7.906E+04 8.785E+01 -7.932E-01 9.953E+04 8.784E+01 -9.986E-01 1.253E+05 8.784E+01 -1.257E+00 1.577E+05 8.783E+01 -1.583E+00 1.986E+05 8.782E+01 -1.992E+00 2.500E+05 8.781E+01 -2.508E+00 3.147E+05 8.778E+01 -3.157E+00 3.962E+05 8.774E+01 -3.974E+00 4.988E+05 8.768E+01 -5.001E+00 6.280E+05 8.758E+01 -6.294E+00 7.906E+05 8.743E+01 -7.919E+00 9.953E+05 8.718E+01 -9.960E+00 1.253E+06 8.680E+01 -1.252E+01 1.577E+06 8.619E+01 -1.572E+01 1.986E+06 8.526E+01 -1.972E+01 2.500E+06 8.381E+01 -2.468E+01 3.147E+06 8.162E+01 -3.079E+01 3.962E+06 7.838E+01 -3.822E+01 4.988E+06 7.375E+01 -4.711E+01 6.280E+06 6.746E+01 -5.748E+01 7.906E+06 5.945E+01 -6.920E+01 9.953E+06 5.007E+01 -8.190E+01 1.253E+07 4.010E+01 -9.502E+01 1.577E+07 3.053E+01 -1.079E+02 1.986E+07 2.218E+01 -1.200E+02 2.500E+07 1.552E+01 -1.309E+02 3.147E+07 1.056E+01 -1.403E+02 3.962E+07 7.051E+00 -1.484E+02 4.988E+07 4.668E+00 -1.553E+02 6.280E+07 3.090E+00 -1.613E+02 7.906E+07 2.065E+00 -1.669E+02 9.953E+07 1.409E+00 -1.729E+02 1.253E+08 9.934E-01 1.792E+02 1.577E+08 7.215E-01 1.659E+02 1.986E+08 4.951E-01 1.421E+02 2.500E+08 2.580E-01 1.124E+02? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?*: VM(5) +: VP(5) FREQ VM(5) VP(5) (*)---------- 1.....0000E+03 (+)---------- -2.....0000E+02 ___________________________ 2.500E+04 8.785E+01 . . + * . 3.147E+04 8.785E+01 . . + * . 3.962E+04 8.785E+01 . . + * . 4.988E+04 8.785E+01 . . + * . 6.280E+04 8.785E+01 . . + * . 7.906E+04 8.785E+01 . . + * . 9.953E+04 8.784E+01 . . + * . 1.253E+05 8.784E+01 . . + * . 1.577E+05 8.783E+01 . . + * . 1.986E+05 8.782E+01 . . + * . 2.500E+05 8.781E+01 . . + * . 3.147E+05 8.778E+01 . . + * . 3.962E+05 8.774E+01 . . +. * . 4.988E+05 8.768E+01 . . +. * . 6.280E+05 8.758E+01 . . +. * . 7.906E+05 8.743E+01 . . +. * . 9.953E+05 8.718E+01 . . +. * . 1.253E+06 8.680E+01 . . +. * . 1.577E+06 8.619E+01 . . +. * . 1.986E+06 8.526E+01 . . + . * . 2.500E+06 8.381E+01 . . + . * . 3.147E+06 8.162E+01 . . + . *. . 3.962E+06 7.838E+01 . . + . *. . 4.988E+06 7.375E+01 . . + . *. . 6.280E+06 6.746E+01 . . + . *. . 7.906E+06 5.945E+01 . . + . *. . 9.953E+06 5.007E+01 . .+ . * . . 1.253E+07 4.010E+01 . .+ . * . . 1.577E+07 3.053E+01 . +. . * . . 1.986E+07 2.218E+01 . + . . * . . 2.500E+07 1.552E+01 . + . . * . . 3.147E+07 1.056E+01 . + . .* . . 3.962E+07 7.051E+00 . + . *. . . 4.988E+07 4.668E+00 . + . * . . . 6.280E+07 3.090E+00 . + . * . . . 7.906E+07 2.065E+00 . + . * . . . 9.953E+07 1.409E+00 . + .* . . . 1.253E+08 9.934E-01 . * . . + . 1.577E+08 7.215E-01 . *. . . + . 1.986E+08 4.951E-01 . * . . . + . 2.500E+08 2.580E-01 . * . . .+ . ---------------------------交流特性屏幕图形输出瞬态特性列表输出? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?**** TRANSIENT ANALYSIS TEMPERATURE = 27.000 DEG C ****************************************************************************** TIME V(5) V(4) 1.000E-09 5.229E+00 5.229E+00 5.000E-09 5.252E+00 5.200E+00 9.000E-09 5.352E+00 5.095E+00 1.300E-08 5.554E+00 4.886E+00 1.700E-08 5.860E+00 4.571E+00 2.100E-08 6.260E+00 4.163E+00 2.500E-08 6.730E+00 3.682E+00 2.900E-08 7.241E+00 3.160E+00 3.300E-08 7.762E+00 2.630E+00 3.700E-08 8.267E+00 2.117E+00 4.100E-08 8.739E+00 1.643E+00 4.500E-08 9.164E+00 1.219E+00 4.900E-08 9.536E+00 8.513E-01 5.300E-08 9.856E+00 5.411E-01 5.700E-08 1.012E+01 2.855E-01 6.100E-08 1.034E+01 8.196E-02 6.500E-08 1.051E+01 -7.255E-02 6.900E-08 1.063E+01 -1.801E-01 7.300E-08 1.071E+01 -2.400E-01 7.700E-08 1.074E+01 -2.503E-01 8.100E-08 1.071E+01 -2.072E-01 8.500E-08 1.061E+01 -1.040E-01 8.900E-08 1.045E+01 6.824E-02 9.300E-08 1.021E+01 3.187E-01 9.700E-08 9.877E+00 6.548E-01 1.000E-07 9.566E+00 9.659E-01瞬态特性绘图输出? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?*: V(5) +: V(4) TIME V(5) V(4) (*)---------- 4.....2000E+01 (+)---------- -2.....0000E+00 ___________________________ 1.000E-09 5.229E+00 . * . . . + . 5.000E-09 5.252E+00 . * . . . + . 9.000E-09 5.352E+00 . * . . . + . 1.300E-08 5.554E+00 . * . . . + . 1.700E-08 5.860E+00 . *. . . + . 2.100E-08 6.260E+00 . .* . .+ . 2.500E-08 6.730E+00 . . * . +. . 2.900E-08 7.241E+00 . . * . + . . 3.300E-08 7.762E+00 . . *. + . . 3.700E-08 8.267E+00 . . .+* . . 4.100E-08 8.739E+00 . . +. * . . 4.500E-08 9.164E+00 . . + . * . . 4.900E-08 9.536E+00 . . + . * . . 5.300E-08 9.856E+00 . . + . *. . 5.700E-08 1.012E+01 . .+ . .* . 6.100E-08 1.034E+01 . .+ . .* . 6.500E-08 1.051E+01 . + . . * . 6.900E-08 1.063E+01 . +. . . * . 7.300E-08 1.071E+01 . +. . . * . 7.700E-08 1.074E+01 . +. . . * . 8.100E-08 1.071E+01 . +. . . * . 8.500E-08 1.061E+01 . +. . . * . 8.900E-08 1.045E+01 . + . . * . 9.300E-08 1.021E+01 . .+ . .* . 9.700E-08 9.877E+00 . . + . *. . 1.000E-07 9.566E+00 . . + . * . . ---------------------------瞬态特性屏幕图形输出直流工作点输出结果**** SMALL SIGNAL BIAS SOLUTION TEMPERATURE = 27.000 DEG C NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE NODE VOLTAGE ( 1) 0.0000 ( 2) -.0077 ( 3) -.0077 ( 4) 5.2291 ( 5) 5.2291 ( 6) -.7700 ( 7) -11.2210 ( 8) 12.0000 ( 9) -12.0000 VOLTAGE SOURCE CURRENTS NAME CURRENT VCC -2.515E-03 VEE -2.531E-03 VIN -7.661E-06 TOTAL POWER DISSIPATION 6.06E-02 WATTS例1-2 带通滤波器电路? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?TWO ORDER FILTER R1 1 2 RMOD 1 R2 2 0 820 R3 3 5 330K R4 4 0 330K C1 2 5 CMOD 1 C2 2 3 CMOD 1 X1 4 3 11 12 5 OP-07 .LIB .MODEL CMOD CAP(C=0.01U DEV=10%) .MODEL RMOD RES(R=16K) VDD 11 0 15 VEE 12 0 -15 VIN 1 0 AC 1 .AC DEC 20 10 10K .STEP CAP CMOD (C) LIST 0.01U 0.1U *.STEP RES RMOD (R) LIST 16K 20K *.MC 10 AC V(5) YMAX OUTPUTRUNS 2 6 9 .PROBE .END带通滤波器的幅频特性?? ?教学目的――我不是来要求大家学习的，我是来帮助大家学习的。 一个过来人带着学、讲解可以使学习效率大大提高，省去很多弯路；??成绩评定 （考查课,满分100分）实验：30 分, 出勤：10 分, 作业与思考题：30 分, 上机综合设计: 30分?? ? ? ?自我介绍杨维明，无线电技术学士，通信与信息系统硕士，微电子学博士 这是第 2 次讲授《模拟电路PSPICE仿真》。 电话：027- 手机： Email：@hubu.edu.cn第2 讲 电路描述Pspice的文本输入任务是构造一个文本输入文 件，文件名后缀为.CIR。 输入文件的第一行可以是任意说明文本，但 不能省略。最后一行必须是.END命令。其他 各行的顺序是任意的，对分析结果没有影响。 描述语句中，空格数量没有要求，逗号、TAB 与空格等同。*号后面加说明文字，不参与执 行。一行描述语句未完，用+号接续，要紧跟 随着前一行。Pspice输入文件中任何语句大、 小写等同。2.1 SPICE输入描述语句的构成?标题语句? ??描述文件的第一行 SPICE将第一行作为标题行打印而不作为电路的 一部分进行分析 这一行必须设置 一般形式是“*”后加字符串 注释语句不参与电路的模拟仿真 可以存在于输入文件除第一行和最后一行之间的任 何位置，?注释语句? ??SPICE输入描述语句的构成?电路的描述语句??定义电路拓扑结构和元件类型及其数值，半导体器 件，电路描述语句等 可以出现在文件的第二行到末行结束语句之间的任 何地方 选择要分析的电路特性，如频率特性等，以及输出 的控制语句。 标志着电路描述语句的结束 格式： .END。位于描述语句文件的最后一行?电路特性分析和控制语句??结束语句? ?2.2 节点、元件单位及元件描述的首字母? ?? ?1．节点 Pspice规定节点0为地节点，其它节点的编号可以 是任意数字或字符串。不允许有悬浮节点，即每个节 点对地均要有直流通路。当这个条件不满足时，通常 是接一个大电阻（例如1GΩ）使该悬浮节点具有直流 通路。另外，每个节点至少应连接两个元件，不能有 悬空节点存在。 2．元件单位名称 元件节点后跟随元件值，元件值有两个后缀，前一 个为数量级，后一个为单位名称。? ? ??? ? ? ? ? ?1) 数量级后缀全为大写，Pspice规定9种比例因子： F=1E-15=1× 10-15 P=1E-12=1× 10-12 N=1E-9=1× 10-9 U=1E-6=1× 10-6 M=1E-3=1× 10-3 K=1E3=1× 103 MEG=1E6=1× 106 G=1E9=1× 109 T=1E12=1× 1012 2）单位后缀，Pspice规定如下： V=Volt A=amp Hz=hertz OHM=ohm H=henry F=farad DEG=degree 单位后缀可以忽略。例如：电感值是15?H，可以写作15U。 3. 电路元件描述首字母 电路元件和电源用名称的第一个字母作为标志（关键字）， 其后可以是任何数字或字母，整个名称长度不超过8个字符。 表2-1列出了Pspice中元器件名称的首字母。表2-1电路元器件名称的首字母首字母 B 电路元器件 砷化镓场效应晶体管 首字母 K 电路元器件 互感和磁芯CD E F电容二极管 电压控制电压源 电流控制电流源LM Q R电感MOS场效应晶体管 双极型晶体管 电阻GH I J电压控制电流源电流控制电压源 独立电流源 结型场效应管ST V W压控开关传输线 独立电压源 流控开关2.3 常用无源器件的描述1. R电阻? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?电阻的电压、电流关系如图2-2所示。 描述电阻的语句格式为： R〈name& N+ N- RNAME VALUE 其中RNAME是电阻模型名，VALUE是电阻值。 如果RNAME省略，电阻值可正、可负，但不能为零。 电阻可以设模型语句，其格式为： .MODEL MNAME RES R=PVAL1〈TC1=PVAL2〉 〈TC2=PVAL3〉 &TCE=PVAL4〉 其中MNAME是模型名称，应与对应的电阻描述语句中的模型名称一致；RES是电 阻模型关键字；R定义电阻倍乘系数；TC1，TC2分别为一阶、二阶温度系数；TCE 定义指数温度系数。 当TCE没有给出时,电阻温度公式为 R（T）=R? VALUE[1+TC1（T-T0）+TC2（T-T0 ）2] T0是常温300K，T为当前的K氏温度值。 当TCE给出时,电阻温度公式为R(T)=R? VALUE? TCE?(T-T0) 1.01 例： R2 3 5 RMOD 50 .MODEL RMOD RES （R=1 TC1=0.02 TC2=0.005） .MODEL RMOD RES （R=1 TCE=2.5）2. 电容 ? 语句格式 C(name) N+ N- ＜ModName＞ Value IC=V0 ? 例: C1 1 2 10U Cload 4 5 CMOD 10P ? N+和N-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N+节 点流出通过电容流入N-节点。 ? ＜ ModName＞为模型名，内容由.MODEL语句给出。 ? Value是电容值，单位法拉，如果模型名省略，电容值可正可负，但不能为零。如 果包含了模型名＜ ModName＞,电容值取决于温度和电压. ? C=VALUE? ? C (1+VC1? V+VC2? 2) ? V [1+TC1? (T-T0)+TC2? (T-T0)2] ? IC定义了电容的初始（时间为0）电压V0。注意只有在瞬态分析语句.TRAN中的 任选项关键字UIC(使用初始状态)被确定的情况，IC规定的初始条件才起作用。 ? 例：C1 2 4 10UF ? CLOAD 1 11 5PF IC=2.5V ? CINPUT 13 14 ACAP 10PF ? C2 9 19 ACAP 20NF IC=1.5V ? .MODEL ACAP CAP (C=1 VC1=0.01 VC2=0.002 TC1=0.02 TC2=0.005)3.电感 ? 语句格式 L(name) N+ N- ＜ModName＞ Value IC=I0 ? 例: L1 1 2 10U LA 4 5 LMOD 10M ? N+和N-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N+节 点流出通过电感流入N-节点。 ? ＜ModName＞为模型名，其内容由.MODEL语句给出。 ? Value是电感值，单位亨利，如果模型名省略，电感值可正可负，但不能为零。如 果包含了模型名＜ ModName＞,电感值取决于温度和电流. ? L=VALUE? ? L (1+IL1? I+IL2?2) ? I [1+TC1? (T-T0)+TC2? (T-T0)2] ? IC定义了电感的初始（时间为0）电流I01。注意只有在瞬态分析语句.TRAN中的 任选项关键字UIC规定时，IC规定的初始条件才起作用。 ? 例：L1 3 5 10MH ? LLOAD 1 11 5UH IC=0.2MA ? LLINE 15 8 LMOD 10MH ? LCHOKE 20 19 LMOD 2UH IC=0.5A ? .MODEL LMOD IND (L=1 IL1=0.1 IL2=0.002 TC1=0.02 TC2=0.005)4. 互感 ? 互感的符号是K，线性互感的语句格式为 K&name& L&lst name& L&znd name& &coupling value& 互感要包含两个或两个以上的电感， coupling value是互感的系数k，k值必须满 足0&k≤1。互感藕合的顺序是任意的。图 给出了互感藕合模型。Pspice假定图中点 （极性）所在的端子为第一节点。互感系数 M=K(L1× L2）1/2，时域互感电压方程为 图2-3（a）给出单向互感，K=0. 2 0.5MH KXFRMER L1 L2 0.9999 图2-3（b）的第二条语句变换为 L2 4 3 0.5MH 图2-3（c）的语句描述如下： L1 1 2 0.5MH L2 3 4 0.5MH L3 4 5 0.5MH K12 L1 L2 0. L3 0. L3 0.9999 三个互感可合写为： KALL L1 L2 L3 0.9999v1=L1 di1/dt + M di2/dt v2=M di1/dt + L2 di2/dt? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?5. 磁心 ? 语句格式 K(name) L(1st name) L(2nd name) Value ＋& ModName& &size value& ? & ModName&为非线性磁心模型名， &size value& 缺省值为1，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。非线性磁心模型参数：AREA 平均磁通截面(缺省值0.1， 单位cm2），PATH平均磁路长度(缺省值1.0，单位cm），GAP有效空气 隙长度(缺省值0，单位cm），PACK叠层系数(缺省值1.0），MS磁饱和 电流(缺省值1E+6，单位A/m），ALPHA平均场参数(缺省值1E-3），A 形状参数(缺省值1E+3），C磁畴壁的绕曲常数(缺省值0.2） ，K磁畴壁 的销连常数(缺省值500） ? 在语句中如果给出了& ModName& ，此时就会有以下四个变化： ? (1)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B―H特性可用Jils―Atherton模型分析。 ? (2)电感器成了“线圈”，故原来设定为电感的值现在要设定为线圈匝数。 ? (3)电感器清单里可能只有一个电感器。 ? (4)模型语句需设定模型参数。6. 无损传输线 语句格式 T(name) NA+ NA- NB+ NB- Z0=&value& + [TD=&value&] [F=&value& NL=&value&] ? T(name) 为传输线名字，NA+ NA-为输入端口节点， NB+ NB-为输出端口节点， NA+ NB+定义为正 节点， NA- NB-定义为负节点。正电流从NA+ 流向NA-，从 NB+流向 NB- 。Z0为特性阻抗 ? 传输线长度可用两种形式表示，一种是由传输线的延迟TD决定的；另一种是给出一个频率F和参数NL来确 定，NL是在频率为F时相对于传输线波长归一化的传输线电学长度．TD=NL/F,若规定了F而未给出NL， 则认为NL＝0.25，即F是1／4波长时的频率。 ? 传输线的语句例句： ? T1 1 2 3 4 ZO=50 TD=10NS ? TTRM 1 2 3 4 ZO=50 F=2MHZ NL=0.4 ? 图（b）是同轴电缆传输线模型，可以表示成一对传输线。第一条传输线T1是模拟内导体与外壳，第二条 传输线T2模拟壳与地。同轴电缆的语句表达为： ? T1 1 2 3 4 ZO=50 TD=1.5NS ? T2 2 0 4 0 ZO=150 TD=1NS7. 压控开关 ? 语句格式 S(name) N+ N- NC+ NC&ModName& ? 例子：S1 6 5 4 0 SMOD1 ? 节点N+和N-分别是开关的正和负节点， NC+和NC-分别是控制的正和负节点, 开关电阻随开关两端电压的变化而变化. ? &ModName& 是模型名，由.MODEL 语句说明。 ? 例:S1 6 5 4 0 SMOD ? .MODEL SMOD VSWITCH (RON=0.5 ROFF=10E+6 VON=0.7 VOFF=0.0)8. 流控开关 ? 语句格式 W(name) N+ N- VN &ModName& ? 例子：W1 6 5 VIN WMOD1 ? 节点N+和N-分别是开关的正和负 节点，VN是控制电流流过的电压 源,开关电阻取决于流过开关的电流. ? &ModName& 是模型名， 由.MODEL语句说明。 ? 例:W1 6 5 VN RELAY ? .MODEL RELAY ISWITCH (RON=0.5 ROFF=10E+6 ION=0.07 IOFF=0.0)2.4 常用有源器件的描述除了前述的无源器件外，同时PSPICE软件还提供了多种有源器件，如二 极管、双极晶体管（BJT）、结型场效应管（JFET）、MOS场效应管 （MOSFET）、砷化镓场效应管（GaAS）等。每一种器件模型都有多个参 数。有些参数表示元件本身的物理特性，有些则是相关计算的结果。 在电路描述时，既可用模型定义命令.MODEL定义模型参数，也可以用库调 用命令.LIB调用元件库中的器件模型。当用.MODEL定义模型参数时，未被定义的参数自动采用缺省值。1. 二极管 ? 二极管模型适用于PN结 和肖特基结。由于在模 型中考虑了二极管的正 向特性和反向击穿特性， 故也可模拟稳压管特性 。 ? 1) 等效电路模型 ? 二极管的特性代号为 D， 电路描述符号及等效电 路模型如图所示。N＋ RSN＋ D*** ID ↓ VALUE N－ (a)电路符号CN－ (b)等效电路模型? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?2) 二极管描述方式有如下三种。 1) 在输入文件语句中，二极管的关键字为D。 D&name〉 N+ N- DNAME [(area) value] .MODEL DNAME D（模型参数及其值） 语句中N+、N-分别是二极管正、负极的节点，DNAME是二极管的型号名 称，方括号中为可选参数，area为面积因子。.MODEL语句中，根据分析需 要给定的模型参数（全部或部分）， 未给定的参数则在程序运行时自动取缺省值。 (1)DCLAMP 5 0 DMOD .MODEL DMOD D（IS=2.0E-14 BV=100 IBV=0.1） (2) DREF 10 12 ZENER .MODEL ZENER D（BV=6.0V IBV=10MA） 例(1）中，二极管DCLAMP连接在5和0节点，模型名为DMOD，用.MODEL 定义该二极管模型参数； 例(2）中，二极管DREF接在节点10和12之间，模型名为ZENER，参数里的 BV=6.0V，IBV=10mA，表明该二极管可作为稳压管使用。? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ?二极管的模型参数如下所示： 参数 意义 单位 缺省值 IS 饱和电流 A 1E-14 RS 寄生串联电阻 Ω 0 N 发射系数 1 TT 渡越时间 s 0 CJO 零偏压PN结电容 F 0 VJ PN结自建电势 V 1 M PN结梯度因子 0.5 EG 禁带宽度 eV 1.11 XTI IS的温度指数 3 FC 正偏耗尽层电容系数 0.5 BV 反向击穿电压（膝点电压） V ∞ IBV 反向击穿电流(膝点电流) A 1E-10 KF 闪烁噪声（Flicker）系数 0 AF 闪烁噪声（Flicker）指数 12） 直接调用库文件 D&name& N+ N- D管子型号 .LIB DIODE.LIB3） 二极管伏安特性用指数函数或分段折线函数表示时，二极管 用压控电流源表示。若IS=2× 10E-15A，VT=26MV，用指数特 性表示时，其描述语句为 G〈name〉 N+ N- VALUE{2E-15*（EXP（V（N+，N-） /26MV）-1）} 当二极管用图2-10所示分段折线函数表示时，其描述语句为G1 N+ N- TABLE{V(N+，N-)}=(0,0)(0.7,0)(0.75,0.3846mA) (2， 10mA)二极管的参数及温度对其伏安特性的影响【例7-1】测试二极管伏安特性曲线的原理电路如图7-1所示。要求如下： ? （1）设二极管的Rs =5Ω,N=1,改变Is，计算二极管的正向伏安特性。 ? （2）设二极管的Is=1× 10-14A，N=1，改变Rs计算二极管的正向伏安 特性。 ? （3）设Rs=5，N=1，Is=10-14A，求温度T=27°C和67°C时的伏安特 性曲线，并求iD=10mA下管压降的温度系数ΔυD/ΔT之值。图7-1 测试二极管伏安特性的原理电路? ? ? ??? ? ? ??? ? ?（1）输入网单文件如下： DIODE CIRCUIT VI 1 0 1 D1 1 0 MD .MODEL MD D IS=1E-14 RS=5 N=1 .OP .DC VI 0 1.2 0.01 .STEP DEC D MD(IS) 1E-14 1E-12 1 *.STEP D MD(RS) LIST 0.01 10 20 *.TEMP 27 67 *.STEP D MD(N) LIST 0.01 0.8 1 .PROBE .END图7-2 IS取不同值时的伏安特性图7-3 RS取不同值时的伏安特性分析如下： （1）取IS=1×10-14A，IS=1×10-13A和IS=1×10-12A，获得二极管伏安特性曲线， 相应的Pspice语句是 .DC VI 0 1.2 0.01 .STEP DEC D MD（IS） 1E-14 1E-12 1 运行程序后选取变量I（D1），获得的二极管伏安特性曲线如图7-2所示，图 中用符号□、■和◇标示的曲线分别为IS=1×1014A，IS=1×10-13A和IS=1×1012A 时的曲线。可见，二极管的反向饱和电流增加，伏安特性曲线左移（即在相 同电压时的二极管的电流增加）。?? ? ???(2) 取RS=0.01Ω，10Ω和20Ω，获得二极管伏安特性，相应的 Pspice语句为 .DC VI 0 1.2 0.01 .STEP D MD（RS） LIST 0.01 10 20 运行第二个.STEP语句，得到图7-3，图中用符号□、■和◇标 示的曲线分别为RS=0.01Ω、10Ω和20Ω的结果。可见，二极 管的导通内阻越小，在相同电压时，二极管的电流越大。 (3) 在RS=5Ω，N=1，IS=1× 10-14A的条件下，对二极管伏安 特性进行温度分析（即运行.TEMP语句），取T=27C和67C， 得到的伏安特性如图7-4所示，可测得在iD=10mA条件下， ΔυD/ΔT≈（0.0）/（67-27）≈-1.60mV/° C。可见， 温度升高，伏安特性曲线左移。 (4) 在RS=5Ω，IS=1× 10-14A的条件下，取发射系数N=0.01， 0.8和1.0，运行最后一个.STEP语句，得到的伏安特性如图7-5 所示。图7-4 二极管伏安特性的温度曲线图 7-5 发射系数N对伏安特性的影响2. 三极管 ? 1) 等效电路模型 ? 双极晶体管有两种类型：NPN型和PNP型， 其电路符号及模型如右图所示 ? 2) 双极型晶体管描述有如下四种。 ? (1) 在输入文件中三极管的关键字为Q ? Q〈name〉NC NB NE NS QNAME [（area）value ] B ? .MODEL QNAME NPN（或PNP） （模 型参数及其值） ? 其中NC、NB、NE、NS分别是集电极、 基极、发射极和衬底节 ? 点，衬底节点是选择项，若未被指定， 则接地。?C Q* ** NPN E (a)电路符号C Q* ** PNPBBCCjcCjcibc2ibc1 /B RS CcsJBE2 Cjeibe2ibe1 /B F ibE1 /B F Re↓ （I －I )/Kq b b e1 b c1E (b)等效电路模型? ? ? ? ???例如： (1) QBUF 4 10 5 QMOD .MODEL QMOD NPN （ BF=120 VJE=0.7V VJC=0.7V） (2) QT 3 8 1 QQ 10 (3) QM 10 20 30 QQ 例(1)中，晶体管QBUF的集电极、基极和发射极分别 连接节点4、10和5，模型名为QMOD；同时 用.MODEL定义该器件的部分模型参数；例(2）、例 (3）中，QT与QM采用同一模型的双极晶体管QQ。 在同一电路描述中，若多个器件属于同一类型且参数 相同，可以使用同一模型来描述；如果各器件特性有 差异，则必须分别定义各模型参数。? ? ? ? ?? ? ?(2) 调用库文件 Q〈NAME〉 NC NB NE管子型号 .LIB BIPOLAR.LIB (3) 三极管用简化电路模型表示。 令NB、NE、NC三节点分别为2、3、1，VBE（on） =0.7V，B=100，则描述语句为 VBE 2 3 0.7 F 1 3 VBE 100 (4）三极管当用混合Π型等效电路表示时，则可直接 用电路语句描述，也可采用调用子电路的形式。其子 电路定义的描述在后面介绍。3) 模型参数 双极晶体管的模型参数如下所列： ? 参数 意义 单位 ? IS 传输饱和电流 A ? EG 禁带宽度 eV ? XTI(PT） IS的温度效应指数 ? BF 正向电流放大系数 ? NF 正向电流发射系数 ? VAF（VA） 正向欧拉电压 V ? IKF（IK） 正向膝点电流 A ? ISE（C2） B-E漏饱和电流 A ? NE B-E漏发射系数 ? BR 反向电流放大系数 ? NR 反向电流发射系数 ? VAR（VB） 反向欧拉电压 V ? IKR 反向膝点电流 A缺省值 1E-16 1.11 3 100 1 ∞ ∞ 0 1.5 1 1 ∞ ∞? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?ISC（C4） B-C漏饱和电流 A 0 NC B-C漏发射系数 - 2.0 RB 零偏压基极电阻 Ω 0 IRB 基极电阻降至RBM/2时的电流 A RBM 最小基极电阻 Ω RB RE 发射区串联电阻 Ω 0 RC 集电极电阻 Ω 0 CJE 零偏发射结PN结电容 F 0 VJE（PE） 发射结内建电势 V 0.75 MJE（ME） 发射结梯度因子 - 0.33 CJC 零偏集电结PN结电容 F 0 VJC（PC） 集电结内建电势 V 0.75 MJC（MC） 集电结梯度因子 - 0.33? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?XCJC Cbc接至内部Rb的部分 - 1 CJS（CCS） 零偏衬底结PN结电容 F 0 VJS（PS） 衬底结内建电势 V 0.75 MJS（MS） 衬底结梯度因子 - 0 FC 正偏势垒电容系数 - 0.5 TF 正向渡越时间 s 0 XTF TF随偏置变化的系数 - 0 VTF TF随VBC变化的电压参数 V ∞ ITF 影响TF的大电流参数 A 0 PTF 在f=1/（2π?TF）Hz时超前相移 (°) 0 TR 反向渡越时间 s 0 XTB BF和BR的温度系数 ― 0 KF 1/f噪声系数 ― 0 AF 1/f噪声指数 ― 1基区宽度调制效应对晶体管特性曲线的影响【例7-10】 测试晶体管共发射极输入、输出特性曲 线的原理电路如图7-33所示。 ? 设晶体管的参数为：IS=2×10-15A，β=100， rbb′=60Ω，RCC=50Ω。 ? (1)设VA=50V，求VCE=VCC=0，2V，10V三种情况 下的输入特性曲线；确定在iB≈1mA时的ΔBE/ΔCE之 值。 ? (2)设VCC=10V，求VA=50V和100V两种情况下的输 入特性曲线，说明VA的大小对输入特性的影响。 ? (3)求VA=50V和100V两种情况下特性曲线iC=f（VCE） |BE=常数，说明VA大小对输出特性的影响。输入网单文件如下： CE CIRCUIT Q1 2 1 0 MOD1 VBB 1 0 0.5 VCC 2 0 10 .MODEL MOD1 NPN BF=100 RB=60 RC=50 IS=2E-15 VAF=50 .OP .DC VBB 0.5 1.0 0.005 VCC LIST 0 2 10 *.DC VBB 0.5 1.0 0.005 *.STEP NPN MOD1(VAF) LIST 50 100 *.DC VCC 0 12 0.01 VBB 0.7 0.76 0.02 .PROBE .END图 7-33 测试晶体管特性的原理电路图 7-34 Q1的输入特性? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?分析如下： (1）当VA=50V，υCE=VCC=0，2V，10V 时，即运行第一个.DC语句，可 得到晶体管的输入特性曲线如图7-34所示。可测出iB≈1mA时的， 算得。 可见，VCE改变时，对晶体管的输入特性（即iB―VBE特性）的影响很小。 （2）当VCC =10V，VA =50V和100V时的输入特性，相应Pspice的语句为 .DC VBB 0.5 1.0 0.005 .STEP NPN MOD1（VAF） LIST 50 100 输入特性曲线如图7-35所示。可见，VA改变时，对输入特性的影响也不大。 因此，讨论晶体管的输入特性时，通常只讨论一条。 (3) 计算VA=50V和100V时晶体管的输出特性，Pspice语句是： .DC VCC 0 12 0.01 VBB 0.7 0.76 0.02 .STEP NPN MOD1（VAF） LIST 50 100 输出特性曲线如图7-36所示。可见，VA减小，输出特性曲线上翘程度增加， 即基区宽度调制效应增强。VA为厄尔利电压。图7-35 VA=50V，100V时的输入特性图 7-36 VA=50V，100V时的输出特性3.结型场效应管? ?1) 等效电路模型 同双极晶体管类似，结型场效应管(JFET)也有两种类型，即N 沟道和P沟道结型场效应管。其电路符号及等效电路模型如图 2.8所示。N沟道或P沟道JFET的等效电路模型相同。DCg d D G S NJFET PJFET Cg s G S D G ↓RdIdRs(a) 电路符号(b) 等效电路模型2) 描述格式 结型场效应管的输入描述格式如下： ? J&name& ND NG NS &model& ［&area&］ ? J为结型场效应管主名；ND、NG、NS分别为漏极、栅极和源极连接的节点号；&model&是结型场 效应管模型名；［&area&］是结型场效应管的截面尺寸。 ? 例如： ? JB1 8 10 6 JJ ? .MODEL JJ PJF（VTO=-2） ? 结型场效应管JB1，其漏极、栅极及源极分别连接节点8、10及6。JJ是模型名，同时在模型中指明JB1是一 种P沟道的结型场效应管。模型描述中定义该结型场效应管的夹断电压VTO=-2V，其余参数使用缺省值。 3) 模型参数 ? 参数 意义 单位 内设置 ? VTO 阈值电压 （夹断电压） V -2.0 ? BETA 跨导系数 A/V2 1E-4 ? LAMBDA 沟道长度调制系数 1/V 0 ? RD 漏区串联电阻 Ω 0 ? RS 源区串联电阻 Ω 0 ? CGD 零偏栅―漏PN结电容 F 0 ? CGS 零偏栅―源PN结电容 F 0 ? FC 正偏耗尽层电容系数 0.5 ? PB 栅PN结内建电势 V 1.0 ? IS 栅PN结饱和电流 A 1E-14 ? KF 1/f噪声系数 0 ? AF 1/f噪声指数 1 ? VTOTC VTO温度系数 V/℃ 0 ? BETATCE BETA温度系数 %/℃ 0?? ? ?4) 输出特性曲线 利用直流扫描分析功能，测得结型场效应管的直流输出特性如图所示。 由曲线可以看出，JFET利用栅极电压VGS来控制流过通道的电流。该 电流正比于控制电压。该曲线还可直观地显示出场效应管的膝点电压 VK及输出负载电流的能力。4.MOSFETL和W分别是沟道的长和宽，单位为米。AD和AS是漏和源扩散区的面积，单位为平方米， PD和PS分别是漏结和源结的周长，单位米。L、W缺省值为100mm ，AD、AS的缺省 值为零。NRD和NRS分别是漏和源扩散区等效的方块数，该值乘以 .MODEL语名中规定 的薄层电阻RSH，就可计算出每个晶体管漏和源的寄生串联电阻。NRG和NRB为栅极和 衬底扩散区的方块数。PD和PS缺省值为0，NRD和NRS缺省值是1,NRG和NRB缺省值 为0。M是与器件面积有关的“倍数”，它模拟了多个器件并联的效应。MOSFET的有效 宽度，结和覆盖电容，结电流要乘M，寄生电阻值(如RD，RS)要除以M。? ?1).等效电路模型 根据导电性质，MOSFET也可分为NMOS和PMOS两种类型。两种电路 符号及等效电路模型如图所示.D Cg d Cb dDD GRG ↓ Ids B PMOSNMOS G S (a) 电路符号 G SCg s Cb sRsS (b) 等效电路模型? ? ?? ?2). 描述格式 MOS场效应管的输入描述格式如下： M&name& ND NG NS &sub& &model& ［L=&value&］ ［ W=&val?ue& ］ + ［ AD=&value& ］ ［ AS=&value& ］ ［PD=&value&］［PS=&value&］ ［NRD=&value&］+［NRS=&value&］［NRG=&value&］ ［NRB=&value&］ M是MOS场效应管主名；ND、NG和NS分别表示MOSFET的漏 极、栅极和源极连接的节点号，&sub&表示衬底的节点号；L 和W分别表示MOSFET的沟道长度和宽度，单位为m；AD和AS 为漏极和源极的面积，单位为m2。PP和PS为漏极和源极的PN 结周长，单位为m；NRD、NRS、NRG和NRB分别为漏区、源 区、栅极和衬底的有效方数。在模型描述中，&value&参数如 果没有指定，则PSPICE自动采用缺省值。（AD和AS的内设值 均为0，L和W均为100μm）。若改变&value&参数，可直接使 用.MODEL定义，也可以使用.OPTION命令赋值。? ??例如： M2A 10 2 3 0 PWEAK L=33U W=12U AD=288P AS=288P PD=60U PS=60U NRD=14 NRS=24 NRG=10 M2A是P型MOS场效应管，其漏、栅及源极分别连接10、2、3 节点，衬底接在0节点。MOSFET的模型参数采用描述语句中 的指定参数，其它未定义的参数自动采用缺省值。3). 模型参数MOSFET的模型参数较多。PSPICE共有4级模型，分别由 LEVEL=1、2、3、4表示。一级模型为SCHICHMA-HODGES模型，适用于 MOSFET的长沟道情况；二级模型为修正后的SCHICHMAN-HIDGES模型， 考虑了不同MOSFET的二级效应，适用于较短沟道的MOSFET模拟与分析； 三级模型为半经验短沟道模型，适宜于短沟道（L≤3μm）的MOSFET分析。 各级模型的模拟精度及分析时间差别很大。下面列出的是1、2、3级模型 参数（4级参数省略）:? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ?参数 意义 单位 LEVEL 模型级别（1、2、3、4） L 沟道长度 m W 沟道宽度 m LD （源―漏区）横向扩散长度 m WD （源―漏区）横向扩散宽度 m VTO 零偏阈值电压 V KP 跨导系数 A/V2 GAMMA 体效应系数 PHI 表面电势 V 0.6 LAMBDA 沟道长度调制系数 （仅用于LEVEL=1或2） 1/V 0 RD 漏极串联电阻 Ω 0 RS 源极串联电阻 Ω 0 RG 栅极串联电阻 Ω 0 RB 衬底（体）串联电阻 Ω 0 RDS 漏―源极旁路电阻 Ω ∞ RSH 漏―源区薄层电阻 Ω/方 0 IS 衬底（体）PN结饱和电流 A 1E-14内设值 1 0 0 DEFL DEFW 0 2E-5 0? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?JS 衬底（体）PN结饱和电流密度 A/m2 0 PB 衬底PN结底面自建电势 V 0.8 CBD 零偏压衬底―漏极PN结电容 F 0 CBS 零偏压衬底―源极PN结电容 F 0 CJ 衬底PN结底面零偏下单位面积电容 F/m2 0 CJSW 衬底PN结侧壁零偏压下单位长度电容 F/m 0 MJ 衬底PN结底面电容梯度因子 - 0.5 MJSW 衬底PN结侧壁电容梯度因子 - 0.33 FC 衬底PN结正偏电容系数 - 0.5 CGSO 单位宽度的栅―源覆盖电容 F/m 0 CGDO 单位宽度的栅―漏覆盖电容 F/m 0 CGBO 单位长度的栅―衬底覆盖电容 F/m 0 NSUB 衬底掺杂浓度 1/cm3 0 NSS 表面态密度 1/cm2 0 NFS 快表面态密度 1/cm2 0 TOX 氧化层厚度 m ∞ TPG 栅极材料类型 +1 +1=硅栅，与衬底杂质反型 -1=硅栅，与衬底杂质同型 0=铝栅? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?XJ 结深 m 0 UO 表面迁移率 cm2/V?s 600 UCRIT 迁移率下降临限电场（LEVEL=2） V/cm 1E4 UEXP 迁移率下降指数（LEVEL=2） - 0 UTRA 迁移率下降横向电场系数 VAMX 最大漂移速度 m/s 0 NEFF 沟道电荷系数（LEVEL=2） - 1.0 XQC 沟道电荷对漏极的贡献部分 - 0 DELTA 阈值电压的宽度效应系数 - 0 THETA 迁移率调制系数（LEVEL=3） 1/V 0 ETA 静电反馈系数（LEVEL=3） - 0 KAPPA 饱和电场系数（LEVEL=3） - 0.2 KF 1/f噪声系数 - 0 AF 1/f噪声指数 - 15.GaAs FET 砷化镓金属场效应晶体管(GaAs MESFET)是目前高速电路 （如微波电路）中广泛使用的半导体器件。它是利用砷化 镓半导体材料，依靠肖特基结作为栅极的场效应晶体管。 由于制作困难，目前只有N沟道的GaAs MESFET。 ? 1).等效电路模型 ? 电路符号及等效电路模型如图所示。D Cg d D G S Cg s G ↓ Id Cd sRdRs(a)电路符号S (b)等效电路模型2) 语句格式： 砷化镓场效应管的输入描述格式如下： ? B&name& ND NG NS &model& ［&area&］ B是GaAs场效应管主名；ND、NG及NS分别表示漏、栅、源极 连接的节点号，任选项［&area&］为GaAsMETFET的截面尺寸。 ? 例如：BMOUT 2 5 0 GFET 100 ? .MODEL GFET GaAs FET（VTO=-3 BETA=70） 范例中，BMOUT的漏、栅、源极分别连接2、5及0节点；其尺寸 值100μm；模型命令.MODEL定义VTO=-3V，BETA=70，其余 参数采用缺省值。 &ModName&是模型名，可由用户自行选定。AREA是面积因子， OFF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AREA则缺省值为1.0。若瞬态分析不要求从静态工作点开始， 就可规定IC＝VDS,VGS为初始条件。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3).模型参数 参数 意义 单位 LEVEL 模型级别 （1、2、3） VTO 夹断电压 V VBI 栅PN结内建电势 V ALPHA 饱和电压参数 1/V BETA 跨导系数 A/V2 LAMBDA 沟道长度调制系数 1/V RG 栅区串联电阻 Ω RD 漏区串联电阻 Ω RS 源区串联电阻 Ω CGD 零偏栅―漏PN结势垒电容 F 0 CGS 零偏栅―源PN结势垒电容 F 0 CDS 漏―源电容 F 0 IS 栅PN结饱和电流 A 1E-14 TAU 传导时间 s 0 KF 1/f噪声系数 - 0 AF 1/f噪声指数 - 1内设值 1 -2.5 1.0 2.0 0.1 0 0 00? ?4. 输出特性 利用直流扫描分析功能，测得GasFET的直流输出特性如图所示。 砷化镓场效应管的直流输出特性与JFET的曲线颇为相似，电流的大小由沟 道宽度来控制。但是砷化镓场效应管的寄生电容小，迁移率高，反应速度 快，多用于高速电路及微波电路中。MOS管的沟道长度调制效应,衬底效应及外加偏压对其转移特性 和输出特性的影响以N沟道增强型MOS管为例分析讨论主要参数、外加偏压等对特性曲线的影响，并介绍MOS管的放大作用。?? ? ? ? ? ? ?【例】 图所示是测试MOS场效应管特性的原理电路。设MOS管的KP=40?A/V2， L=10?m，W=50?m，VTO=1V，λ=0.02。 （1）求υBS=0时转移特性曲线（取υDS=2V，10V）和输出特性曲线。 （2）求υDS =VDD=10V时υBS =0和-2V的转移特性曲线和输出特性曲线。，输入网单文件如下： A NMOS TESTING Circuit M1 2 1 0 3 MODM L=10U W=50U .MODEL MODM NMOS LEVEL=1 VTO=1 KP=40U GAMMA=0.8 LAMBDA=0.02 PHI=0.65?? ? ? ? ? ? ? ? ?VGG 1 0 4 VDD 2 0 10 VBS 3 0 0 .OP .DC VGG 0 4 0.01 VDD LIST 2 10 *.DC VDD 0 15 0.01 VGG 1 4 1 *.DC VGG 0 4 0.01 VBS LIST 0 -2 *.STEP VBS LIST 0 -2 .PROBE .END图 测试 MOS管特 性的原理 电路2.5 电源的描述1. 独立源 ? 独立源有独立电压和独立电流源两种，它们又分为直流源，交流小信号源和瞬态源， 可以组合在一起使用。 ? 1） 直流源 ? V&name& N+ N- DC VALUE ? I&name& N+ N- DC VALUE ? 例： VCC 10 0 DC 12V ? IB 0 3 1MA ? 其中关键字DC可以省略。 ? 1） 交流小信号源 ? V〈name〉 N+ N- AC 〈幅度 相位〉 ? I〈name〉 N+ N- AC 〈幅度 相位〉 ? 如果省去相位值，程序自动设置为0。 ? 3) 瞬态源 ? 瞬态源有五种：脉冲源、正弦源、指数源、分断线性源和单频调频源。 ? ? 脉冲源 ? V〈name〉 N+ N- PULSE（V1 V2 TD TR TF PW PER） ? I〈name〉 N+ N- PULSE（I1 I2 TD TR TF PW PER）各参数的意义如图2-6和表2-2所示。? 正弦源 V〈name& N+ N- SIN(V0 VA FREQ TD THETA PHASE) 其中各参数的意义和隐含值如表2-3和图2-7所示 表中TSTOP为瞬态分析语句中规定的终止时间。计算公式是： V（t）=V0+VA*sin(2π*(FREQ*(t-TD)+PHASE/360°))*exp(-(t-TD)*THETA)? 指数源 V（I）〈name〉 N+ N- EXP（V1 V2 TD1 TAU1 TD2 TAU2） 其中各参数意义如表2-4和图2-8所示图2-8 指数源? 分段线性源V（I）〈name〉 N+ N- PWL（T1 V1〈T1 V2 T3 V3…〉 其中各参数意义如图2-9所示。图 2-9 分段线性源? 单频调频源 V（I）〈name〉 N+ N- SFFM（V0 VA FC MDI FS〉 各参数的意义如表2-5所示 。计算公式是： VALUE=V0+VAsin[(2π*FC*t)+MDIsin(2π*FS*t)2.线性受控源 1) 线性受控电压源 ? 语句格式： 电压控制电压源 关键字是E，函数关系是V0=EVI ? 描述语句: E(name) N+ N- NC+ NC- &(voltage gain) value& 电流控制电压源 关键字是H，函数关系是V0=HII。 ? 描述语句: H&name& N+ N- VNAME VALUE ? 其中VNAME是控制电流流过的电压源名称，VALUE 是互阻值，单位是Ω。? ?例： E1 3 4 1 0 6 Hin 1 0 Vin 2 其中N+和N-分别是电压源的正负节点， NC+和NC-分别是控制电压源 的正负节点。VN为控制电流流过的电压源2) 线性受控电流源 ? 语句格式： 电压控制电流源 关键字是G，函数关系是I0=GVI ? 描述语句： G〈NAME〉 N+ N- NC+ NC- VALUE ? 其中，N+、N-是受控源正负节点，NC+、NC-是控制电压支路 ? 正负节点。VALUE是跨导值，单位是S（西门子）。 ? 电流控制电流源 关键字是F，函数关系是I0=FII。 ? 描述语句格式是 ? F&name& N+ N- VNAME VALUE 其中，VNAME是控制电流流过的电压源名，VALUE 是电流增益 ? 例： G1 3 4 1 0 6 Fin 1 0 Vin 2 ? 其中N+和N-分别是电压源的正负节点， NC+和NC-分别是 控制电压源的正负节点, VN为控制电流流过的电压源3.非线性受控源 ? 前面介绍的4种线性受控源都有其非线性控制形式的函数，这些函数以多项式形 式表达，用关键字POLY说明。多项式函数由一组系数P0，P1，P2，…Pn来描述， 自变量的维数和多项式的阶数都是任意的。 ? 一维函数：f=p0+p1x+p2x2+… ? 二维函数：f=p0+p1x+p2y+p3x2+p4x.y+p5y2+p6x3+p7x2y+p8xy2+p9y3+… 1)非线性受控电压源 ? 语句格式： 非线性电压控制电压源 E(name) N+ N- Poly(n) +NC1+ NC1- NC2+ NC2- .. NCn+ NCn+P0 P1 P2…Pm &IC=value& 非线性电流控制电压源 H(name) N+ N- Poly(n) VN1 VN2.. VNn +P0 P1 P2…Pm &IC=value& ? 非线性电流控制电压源常作为非线性电阻 ? 例子： ? E1 10 12 POLY(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1 ? V(10,12)=V(3)+1.5 V(5)+1.2[V(3)]2+1.7 V(3) V(5)+ [V(5)]2? ?H1 25 40 POLY VN 0 1 1.5 1.2 1.7 V(25,40)=I(VN)+1.5[I(VN)]2+ 1.2[I(VN)]3+ 1.7[I(VN)]42)非线性受控电流源 ? 语句格式： 非线性电压控制电流源 G(name) N+ N- Poly(n) +NC1+ NC1- NC2+ NC2- .. NCn+ NCn+P0 P1 P2…Pm &IC=value& 非线性电流控制电流源 F(name) N+ N- Poly(n) VN1 VN2.. VNn +P0 P1 P2…Pm &IC=value& ? 非线性电压控制电流源常作为非线性电导 ? 例子： ? G1 10 12 POLY(2) 3 0 5 0 0 1 1.5 1.2 1.7 1 ? I(10,12)=V(3)+1.5 V(5)+1.2[V(3)]2+1.7 V(3) V(5)+ [V(5)]2? ?F1 25 40 POLY VN 0 1 1.5 1.2 1.7 I(25,40)=I(VN)+1.5[I(VN)]2+ 1.2[I(VN)]3+ 1.7[I(VN)]42.6 元件模型描述语句???语句格式： .MODEL MNAME TYPE(P1=VAL1 +P2=VAL2 P3=VAL3…. Pn=VALn) &DEV=val& &LOT=val& MNAME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。 TYPE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省值代替。TYPE RES CAP IND关键字 R C L元件名称 电阻器 电容器 电感器COREDKD互感(非线性磁心)二极管NPNPNP NJF PJF NMOSQQ J J MNPN三极管PNP三极管 N沟道JFET P沟道JFET N沟道MOSFETPMOSGASFETMBP沟道MOSFET GASFET2.7 电路特性分析语句?直流工作点分析? ?计算电路的直流工作点 。格式： .OP 定义对电路进行直流扫描的扫描源及扫描限制。格 式： .DC SRCNAM VSTART VSTOP VINCR &SRC2 START2 STOP2 INCR2&?直流扫描分析???小信号传输函数??计算电路的直流小信号传输函数值、输入阻抗和输 出阻抗。格式： .TF OUTVAR INSRC电路特性分析语句?直流或小信号交流灵敏度分析?在电路的偏置点附近将电路线性化后，计算在电感 短路电容开路的情况下所观测变量OUTVAR（节点 电压或电压源支路的电流）对电路中所有非零器件 参数的灵敏度 计算电流在给定的频率范围内的频率响应 ，格式： .AC DEC ND FSTART FSTOP .AC OCT NO FSTART FSTOP .AC LIN NP FSTART FSTOP?交流特性分析? ? ? ?电路特性分析语句?噪声分析?计算指定节点的噪声输出电压，产生两个输出:噪声频谱密 度曲线和指定频域的全部积分噪声 计算电路的瞬态特性响应，格式： .TRAN TSTEP TSTOP &TSTART &TMAX&& &UIC& .TRAN 10US 3MS 必须与瞬态分析语句联用，对瞬态分析的结果进行傅立叶 分析 对电路进行小信号失真分析?瞬态特性分析? ? ??傅立叶分析??失真分析??零极点分析2.8 控制语句?初始节点电压设置? ?用于帮助SPICE直流或初始瞬态方程的求解过程收敛，常用于双稳态或 非稳态电路中。格式： .NODESET V(NODENUM)=VAL V(NODENUM)=VAL … 用于设置瞬态特性分析的初始条件，格式： .IC V(NODENUM)=VAL V(NODENUM)=VAL …?初始条件设置? ??输出控制?以列表的形式输出1至8个变量的值，格式： .PRINT PRTTYPE OUTVAR1 &OUTVAR2 … OUTVAR8&修改仿真控制参数，以调整仿真精度、速度或某些器件的默认参数等。 格式： .OPTIONS OPT=VAL … .OPTIONS OPT1 OPT2 …输出变量:节点5对节点0的电压V(5,0)或V(5);节点1对节点2的电压 V(1,2). 第3章还将具体讨论.?重置参数? ? ?例2-3LOW PASS FILTER R_R2 1 2 40 C_C2 0 2 3.18uf R_R1 0 3 40 L_L1 2 3 15.9mH C_C1 0 3 3.18uf V_Vin 1 0 DC 0 AC 10 SIN 0 10 1kHz 0 0 0 .TRAN 10US 3MS .PLOT TRAN V(1) V(3) .PROBE .END（1）程序运行（2）电路图编辑窗口（3）放置元器件（3）放置元器件（3）放置元器件（4）元器件旋转（4）元器件旋转（5）电路图连线
（6）编辑元件参数（6）编辑元件参数（6）编辑元件参数
（7）编辑导线标记
（8）电路规则检查（9）输入电路图文件名（10）建立网络表（11）设置仿真项目与参数
（12）运行仿真程序PSpice A/D
（13）运行Probe程序显示波形图（13）运行Probe程序显示波形图
例2-4 设输入为阶跃电压? ??? ? ? ? ? ???LOW PASS FILTER-2 VIN 1 0 PWL(0 0 2NS 1V 4MS 1V) R1 3 0 40 C1 3 0 3.18UF L1 2 3 15.9MH C2 2 0 3.18UF R2 2 1 40 .TRAN 10US 3MS .PLOT TRAN V(1) V(3) .PROBE .END例2-5? ? ? ? ? ??? ? ? ?LOW PASS FILTER-3 VIN 1 0 AC 5V R1 3 0 40 C1 3 0 3.18UF L1 2 3 15.9MH C2 2 0 3.18UF R2 2 1 40 .AC DEC 10 10 100KHZ .PLOT AC VM(2) VP(2) .PROBE .END*: VM(2) +: VP(2) FREQ VM(2) (*)---------- 1.....0000E+02 (+)---------- -1.....0000E+02 _ 1.000E+01 2.500E+00 . . + * . . 1.259E+01 2.500E+00 . . + * . . 1.585E+01 2.501E+00 . . + * . . 1.995E+01 2.501E+00 . . + * . . 2.512E+01 2.502E+00 . . + * . . 3.162E+01 2.503E+00 . . + * . . 3.981E+01 2.504E+00 . . + * . . 5.012E+01 2.506E+00 . . + * . . 6.310E+01 2.510E+00 . . + * . . 7.943E+01 2.516E+00 . . .+ * . . 1.000E+02 2.526E+00 . . .+ * . . 1.259E+02 2.541E+00 . . .+ * . . 1.585E+02 2.566E+00 . . .+ * . . 1.995E+02 2.605E+00 . . .+ * . . 2.512E+02 2.669E+00 . . .+ * . . 3.162E+02 2.773E+00 . . .+ * . . 3.981E+02 2.940E+00 . . .+ * . . 5.012E+02 3.203E+00 . . .+ * . . 6.310E+02 3.576E+00 . . .+ * . . 7.943E+02 3.988E+00 . . +. * . . 1.000E+03 4.205E+00 . . + . * . . 1.259E+03 4.013E+00 . . + . * . . 1.585E+03 3.511E+00 . .+ . * . . 1.995E+03 2.927E+00 . +. . * . . 2.512E+03 2.387E+00 . + . . * . . 3.162E+03 1.926E+00 . + . . * . . 3.981E+03 1.545E+00 . + . . * . . 5.012E+03 1.235E+00 . + . .* . . 6.310E+03 9.846E-01 . + . * . . 7.943E+03 7.841E-01 . + . *. . . 1.000E+04 6.239E-01 . + . *. . . 1.259E+04 4.961E-01 . + . * . . . 1.585E+04 3.943E-01 . + . * . . . 1.995E+04 3.133E-01 . + . * . . . 2.512E+04 2.489E-01 . + . * . . . 3.162E+04 1.978E-01 . + . * . . . 3.981E+04 1.571E-01 . + . * . . . 5.012E+04 1.248E-01 . + .* . . . 6.310E+04 9.915E-02 . + * . . . 7.943E+04 7.876E-02 . + *. . . .
第3讲 （输出）特性分析? ???3.1 直流扫描和瞬态分析 直流扫描和瞬态分析的输出变量几乎类似。即 电压输出和电流输出。输出变量可指定为元器 件或元器件的端点，这样可确定输出的量是器 件两端的电压还是通过器件的电流。 3.1.1 电压输出 3.1.2 电流输出格 式 V(N) V(N+,N-) V(&name&) Vx(&name&) Vxy(&name&) Vz(&name&)含 义 节点N的电压 N+和N+两节点间的电压 二端元器件的端电压，name为元器件名 三端或四端元器件X端的电压，name为元器件名 三端或四端元器件X和Y端的电压，name为元器件名 传输线一端的电压，name为传输线名Ix(&name&)Iz(&name&) I(&name&)进入三端或四端元器件的X端的电流，name为元器件名进入传输线Z端口的电流，name为传输线名流经器件的电流，name为元器件名? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?例句： V(5) 节点5对地的电压； V(4,2) 节点4相对节点2的电压； V(R1) 电阻R1上的电压，R1的第一节点为正； V(D1) 二极管D1上的电压，阳极为正； VC(Q3) 三极管Q3的集电极电压； VDS(M6) MOS管M6的漏-源间电压； VB(T1) 传输线T1的B端口电压； I(VS) 流入直流电压源VS的电流； I(R5) 流过R5电阻的电流，从R5的第一节点流入，第二节点流出； I(D1) 流入二极管D1的电流； IC(Q4) 流入三极管Q4集电极的电流 IG(J1) 流入JFET J1删极的电流； ID(M5) 流入MOSFET M5漏极的电流 IA(T1) 流入传输线T1的A端口的电流。例3-1? ??? ?? ? ? ? ? ?VB（Q1）三极管Q1的基极电压 VC（Q1）三极管Q1的集电极电压 VE（Q1）三极管Q1的发射极电压 VCE（Q1）三极管Q1的集电极― 发射极电压 VBE（Q1）三极管Q1的基极―发 射极电压 IB（Q1）三极管Q1的基极电流 IC（Q1）三极管Q1的集电极电流 IE（Q1）三极管Q1的发射极电流 IS（VCC）通过电压源VCC的电流 I1（VX）通过电压源VX的电流 I2（VY）通过电压源VY的电流例3-2用PSPICE所规定的方式写出 各种电压和电流,引进虚设电 压源用于测量电流IR? ? ? ? ? ? ? ? ? ?VM2 节点2电压的峰值 VP2 节点2电压的相位角 VM（1，2）节点1与节点2之间电压的 峰值 VM（1，2）节点1与节点2之间电压的 相位角 IM（Vx）流过电压源Vx电流的幅值 IP（Vx）流过电压源Vx电流的相位角 IM（C1）通过电容C1的电流幅值 IP（C1）通过电容C1的电流相位角 IM（L1）通过电容L1的电流幅值 IP（L1）通过电容L1的电流相位角第4章 点命令4.1 概述 本章重点介绍PSPICE的主要分析功能。 通常以“?”开头描述电路分析类型，电路元器件模型和一些分析控制命令。---点命令 三大分析： （1）直流分析 .OP 直流工作点分析 .DC 直流扫描分析 .TF 传输函数计算 .SENS 灵敏度分析 .NODESET 节点电压设置 （2）交流分析 .AC 交流小信号分析 .NOISE 噪声分析 （3）瞬态分析 .TRAN 时域波形分析 .FOUR 傅里叶分析 .IC 初始瞬态条件设置?（4）配合直流交流和瞬态分析一起使用的分析 .MC 蒙特―卡罗分析（语句中的一个变量必须设置为DC，AC或 TRAN） .STEP 参数扫描分析（要求与.DC - .AC 或.TRAN 一起使用） .WCASE 最坏情况分析（语句中的一个变量必须设置为DC，AC 或TRAN） .TEMP 温度设置（要求与.DC - .AC 或.TRAN 一起使用） （5）输出命令 .PRINT 文本打印 .PLOT 文本绘图 .PROBE 绘图包调用 .WIDTH 宽度设置（6）通用控制命令 .FUNC 函数定义 .PARAM 参数及表达式定义 .OPTION 可选项设置 .DISTRIBUTION 分布参数定义 （7）模型，子电路和库文件调用语句 .MODEL 器件模型定义 .SUBCKT 子电路定义 .ENDS 子电路结束 .LIB 元件参数库调用 .INC 包含文件调用 .END输入文件结束4.2 模型4.2.1 模型描述语句 ? 语句格式： .MODEL MNAME TYPE(P1=VAL1 ，P2=VAL2 P3=VAL3…. Pn=VALn) &DEV=val& &LOT=val& ? MNAME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。 ? TYPE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省值 代替。&DEV=val& &LOT=val&是两个容差参数设定。DEV和LOT的规定 值可以是百分数也可以是数值。DEV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。LOT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，以及芯片中匹配 器件的容差。TYPE RES关键字 R元件名称 电阻器CAPINDCL K D Q电容器电感器 互感(非线性磁心) 二极管 NPN三极管模 型 类 别 总 结CORE D NPNPNPNJF PJF NMOS PMOSQJ J M MPNP三极管N沟道JFET P沟道JFET N沟道MOSFET P沟道MOSFETGASFETBGASFETTYPE关键字元件名称VSWITCHISWITCHSW N电压控制开关电流控制开关 数字输入器件模 型 类 别 总 结DINPUTDOUTPUTUIO UGATE UTGATE UEFFOU U U U数字输出器件数字输入输出模型 标准门 三态门 边缘触发器UGFFUWDTH USUHD UDLYUU U U门控触发器脉宽校验器 复位和保持校验器 数字延迟线4.2.2 子电路描述语句Pspice允许设计者像定义器件那样定义一个子电路，即一个电路模块包含若干元器件。 并且调用方便，可以重复使用。 子电路描述语句格式为： .SUBCKT SUBNAME N1 N2 … ┋ .ENDS SUBNAME 子电路调用语句格式为： X 〈NAME〉 N1 N2 … SUBNAME SUBNAME为子电路名称，在描述语句和调用语句中应相同。N1、N2为子电路节点号 ，在描述语句和调用语句中是一一 对应连接的，即顺序相同，节点号编号可以是任意的。 .ENDS结束子电路语句，句中SUBNAME可以忽略。 Pspice自动将子电路描述语句插入到调用子电路的位置。子电路中还可以调用子电路 ，可以多层嵌套，不受限制。建立子电路仅为了简化程序，并不减少整个程序的内存和运 行时间。? ??? ? ? ?例子： 定义一个名为OPA的子电路,1、2是两个输入节 点，3为输出节点，节点4是电源Vcc .SUBCKT 0PA l 2 3 4 {一组子电路拓扑结构描述语句} .ENDS 调用语句为： X1 7 9 3 4 OPA 在调用子电路时，电路节点顺序要与子电路节点顺序 一致，该语句规定电路的7、9、3、4节点分别代表 OPA子电路的输入1、2，输出3和电源Vcc节点。例4-1?? ? ? ? ? ? ? ?语句举例：X1 1 2 EQVT ；调用语句，调用EQVT子电路，1、2是主电路节点 .SUBCKT EQVT 1 3 ；子电路定义，子电路节点与主电路节点顺序连接 V1 1 3 SIN(0 0.5 1KHZ) ；以下为子电路描述语句 R1 1 2 5K R2 2 3 2K C1 2 3 0.1UF .ENDS EQVT ；子电路结束语句，没有多层嵌套，可以省略子电路名 注：子电路的节点号与主电路的节点号是独立而不相关。子电路的节点可 以是任意值，只是不允许有0节点，Pspice认为节点是地节点。4-2两个运算放大器组成的带通滤波器如图4-2所示， 其中运放采用简单交流小信号模型，计算该滤波 器的频响特性。(a)子电路（b）采用UA741? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?FILTER WITH SUBCKT R1 7 9 120K R2 5 7 39K R3 8 6 62K R4 4 6 75K R5 2 9 62K R6 3 5 39K R7 2 0 62 R8 1 2 39K C1 2 3 0.1U C2 2 5 0.1U VD 6 0 9 XOP1 4 3 5 0 OPA XOP2 8 7 9 0 OPA .SUBCKT OPA 1 2 6 4 RI 1 2 2MEG G1 4 3 1 2 1 R1 3 4 10K C1 3 4 0.1U EO 4 5 3 4 20 RO 5 6 75 RT 6 0 1T .ENDS OPA *XOP1 4 3 11 0 5 UA741 *XOP2 8 7 11 0 9 UA741 *VCC 11 0 15 *.LIB VI 1 0 AC 1 .AC LIN 100 900 1.2K .PROBE .OP .END? ? ?? ?语句格式 .LIB 〈PATH〉 FILENAME.LIB 例: .LIB .LIB DIODE.LIB .LIB C:\PSPICE\LIB＼BIPOLAR.LIB .LIB语句用于参考和调用存在于库文件中的模型或子电路库。 &file name& 是文件名，可以是任意字符串。其扩展名.LIB不能缺省， 如果设定一个文件名就必须有扩展名。若&file name&缺省，其缺省值为 NOM.LIB。NOM.LIB将引导查找所有其它的库文件。??.LIB指令可调用任意的库文件。〈PATH〉是库文件的 路径名，如省略即为当前路径。文件名如省略，即为当 前路径名的（NOM.LIB）缺省库文件。库文件可以包 含.MODEL语句，.SUBCKT语句，.LIB语句和.END语句。 当Pspice输入文件（.CIR）中调用库文件，.LIB指令不 是调用库文件的所有内容，只是将主电路文件中需要的 模型或子电路读入内存。包括文件语句????语句格式： .INC (file name) 例：.INC AAA.CIR .INC C:\PSPICE\LIB\BBB.CIR .INC语句是用于插入别的文件的内容，(file name)是任意字符串 包括文件可以包括任何语句，其特殊点为：无 标题行，可用一个注释；如果有.END语句， 则表示包括文件的末尾；.INC语句最多有4级 “包括”。4.3 输出类型Pspice常用输出方式有3种，用4个点指令查看分析的输出结果。 .PRINT 数据打印语句 .PLOT 曲线绘图语句 .PROBE 探针显示语句 .WIDTH 定义打印宽度 4.3.1 数据打印语句 数据打印语句可以将语句设定的输出数据写入输出文件*.OUT，语句格式如下： .PRINT 〈输出类型〉 〈输出变量〉 例句： .PRINT DC V(2),V(3,5),V(R1),VCE(Q2),I(R1),IC(Q2) .PRINT AC VM(2),VP(2),V(R1),VG(5),VDB(5),IR(5) .PRINT NOISE INOISE ONIOSE DB(INOISE) DB(ONOISE) .PRINT TRAN V(5) V(4,7) (0,10V) IB(Q1) (0.50MA) IC(Q1) (-50MA,50MA) 每个打印语句最多可带有8个输出变量。输出结果的有效位数可以用NUMDGT任选 项语句改变。打印数据存储在输出文件中。 上面例句中的输出量可以分为三种情形：(1) 直流和瞬态分析时输出量描述表4-1 直流和时域输出变量格 式V(N) V(N+,N-) V(&name&) Vx(&name&) Vxy(&name&) Vz(&name&) Ix(&name&) Iz(&name&)含 义节点N的电压 N+和N+两节点间的电压 二端元器件的端电压，name为元器件名 三端或四端元器件X端的电压，name为元器件名 三端或四端元器件X和Y端的电压，name为元器件名 传输线一端的电压，name为传输线名 进入三端或四端元器件的X端的电流，name为元器件名 进入传输线Z端口的电流，name为传输线名D(&name&)数字电路模拟结果输出，输出的仅是直流分析和瞬态分析的结果。 若采用.PRINT/DGTLCHG则D=（&name&）可省略例句： V(5) 节点5对地的电压； V(4,2) 节点4相对节点2的电压； V(R1) 电阻R1上的电压，R1的第一节点为正； V(D1) 二极管D1上的电压，阳极为正； VC(Q3) 三极管Q3的集电极电压； VDS(M6) MOS管的漏-源间电压； VB(T1) 传输线T1的B端口电压； I(VS) 流入直流电源VS的电流； I(R5) 流过R5电阻的电流，从R5的第一节点流入，第二节点 流出； I(D1) 流入二极管D1的电流； IC(Q4) 流入三极管Q4集电极的电流 IG(J1) 流入JFET J1删极的电流； ID(M5) 流入MOSFET M5漏极的电流 IA(T1) 流入传输线T1的A端口的电流。(2) 交流分析时的输出量描述交流分析时，可以在输出电压V或电流I后面增加一个附加项，附加项的 意义如表2-12所示：表4-2 交流输出变量附加项（不加） N DB P G R I含义输出幅度量 输出幅度量 接分贝（DB）输出幅度量 相位量 群延迟量，相位对频率的偏导数（dPHASE/dF） 输出实部 输出虚部(3) 噪声分析时的输出量描述表4-3 噪声分析输出变量 输出 含义IN0ISE等效输入端的噪声ONOISE输出端总噪声DB(INOISE)按分贝输出的等效输入噪声DB(ONOISE)按分贝输出的等效总输出端噪声4.3.2曲线绘图语句曲线绘图语句可以产生输出曲线点阵,驱动绘图仪.语句格式如下: PLOT &输出类型& &输出变量& [&下限值&,&上限值&] .PLOT语句打印出每一输出变量的输出曲线,横坐标X轴由分析指令确定, 纵坐标Y轴由语句的上,下限值确定. 上、下限值如省略,PSPICE可以根据每 个输出变量变化范围确定上、下限值。 举例: .PLOT DC V(2),V(3,4),V(R1),VCE(Q2), I(VIN) .PLOT AC VM(2), VP(2),VDB(5),IR(5) .PLOT NOISE INOISE ONOISE DB(INOISE) DB(ONOISE) .PLOT TRAN V(3),V(4,7),(0,10V),IB(QL),(0,50MA)4.3.3探针显示语句探针显示语句格式如下: .probe .probe V(5),V(4,3),V(C1),IB(Q1) .probe指令建立一个数据文件PROBE.DAT,执行探针显示后处理程序 PROBE.EXE,可显示各种电路特性的输出曲线和其他特征值。因此.PROBE 不需要加输出变量类型DC、AC等。.PROBE指令后不加输出变量, 指令将 所有的节点电压和支路电流写入date文件。如在.PROBE指令后加输出变量, 指令仅将指定的输出变量写入date文件。PROBE.EXE文件显示黑色窗口,各选项排列在窗口下端,操 作简单。.PROBE自动按分析结果显示单位符号V,A,W,d,s,H。.PROBE可以进 行数学运算,如加、减、乘、除运算,常见运算如表4-4。表4-4 PROBE输出运算符号功能符号 ABS(x) B(kxy) H(kxy) SGN(x) Exp(x) DB(x) LOG(x) LOG10(x) PWR(x,y) QRT(x) SIN(x) COS(x) TAN(x) ARCTAN(x) D(y) S(y) AVG(x) RMS(x)意义 │x│ 互感Kxy的磁通量密度 互感Kxy的磁化强度 +1,x&0;0,x=0;-1,x&0 ex 20log(│x│) Ln(x) Log(x) │x│y X1/2 Sin(x) Cos(x) tan(x) Cot(x) Y对X求微分 Y对X求积分 X的平均值 X的RMS均值仿真轨迹在当前的图形窗口中，可加入、删除一条或多条模拟或数字轨迹， 也可修改一条已显示的轨迹。在激活的图形窗口中双击轨迹名前的图 符，可察看该轨迹的有关信息。 1 在绘图窗口中加入一条或多条轨迹 在工具栏中点击Add Trace(添加轨迹) 按钮，或在Trace菜单中选取Add，将显示Add Traces对话框。输入需显 示的仿真输出变量。也可在Functions or Macros(函数或宏)列表框中，选取 操作符、函数或宏来定义所显示的数据，根据需要可选取多个输出变量。 2 对显示在图形窗口的轨迹进行修改 激活图例中轨迹名。从Edit菜单中，选取Modify Object。进入Modify Traces(修改轨迹)对话框中修改轨迹。也可双击图例中轨迹名，直接进入 Modify Traces(修改轨迹)对话框中修改轨迹。在Add Traces对话框中也可实 现同样的功能，对选取的轨迹进行修改。修改轨迹时可从列表中选取一个 新的表达式、输入一个新的表达式或对已有的表达式进行修改。。 3 从图形中删除一条或多条轨迹 在图形窗口可删除一条或多条模拟或数字轨迹。 删除一条轨迹的方法：激活图例中需删除的轨迹名。按住Shift键，可将 多条轨迹添加到删除列表中。选取后，点击工具栏中的Cut按钮，删除一条 或多条轨迹。定义模拟轨迹表达式? ?? ? ? ? ?在定义模拟轨迹表达式时，轨迹表达式可包括模拟仿真输出变量、算术、操作符、函数、 宏和扫描变量的任意组合。 对AC Sweep(交流小信号分析),Probe用复数算法求得表达式的值，显示复数结果的幅度， 如果计算结果是实数(例如：IMG(V(4)+V(5)))，它可以是负值。如果计算结果时复数(例如： V(4)+(5))，那么显示的幅度一定时正值。 1 模拟分析操作 有效的模拟算术操作： 符号含义:( )-----分组;* /----乘法或和除法; + -加法或减法; @在一个特殊的区域或数据文 件 2 使用函数或算术运算 在Add Trace对话框中：? ? ?数和宏列表中，选取模拟分析运算和函数。 在相应的列表中，选取需使用的操作符或函数名。 如果选中的是一个函数，在参数列表中填入下列内容： ? 在仿真输出变量列表中，选取一个输出变量名。 ? 重复函数需要的参数。? ? ? ? ? ? ?举例： V (Out1)@1 在第一个有效数据区域中，显示(VOut1)的数据。 V (Out2)@f2 在加载的一组数据文件的第二个文件中，显示V(Out2)的数据。 V (Out2)@”path_name” 显示包含在指定的.dat 文件中