總結

電子電路模擬基礎

1. 何謂SPICE

   關鍵要點

   ・SPICE軟體模擬在電子電路的設計和評估中應用廣泛。

   ・SPICE利用軟體模擬，可簡單且迅速地實施評估，並可減少開發成本和週期。

   ・可獲得基於Spice的各種模擬器。

2. SPICE模擬器和SPICE模型

   關鍵要點

   ・SPICE模擬器供應商會提供免費版軟體，可下載並使用。

   ・如需對IC電路進行模擬，需要提供其元件參數資訊的SPICE模型。

   ・SPICE模型大多可從各廠商的官網下載。

3. 什麼是暫態分析、AC分析、DC分析？：SPICE模擬的類型

   關鍵要點

   ・基於SPICE的模擬器具備DC分析、AC分析、暫態分析、蒙地卡羅方法、S參數、傅裡葉分析、雜訊分析等功能。

   ・幾乎所有的模擬軟體都具備DC分析、AC分析、瞬態分析、蒙地卡羅方法等功能。

4. SPICE模擬類型：蒙地卡羅方法

   關鍵要點

   ・基於SPICE的模擬器具備DC分析、AC分析、暫態分析、蒙地卡羅方法、S參數、傅裡葉分析、雜訊分析等功能。

   ・蒙地卡羅方法是使用亂數進行模擬和數值計算的手法總稱，用來考量零件的波動/誤差。

   ・蒙地卡羅模擬的設置因模擬器而異。

5. SPICE模擬的收斂性與穩定性

   關鍵要點

   ・基於SPICE的模擬器出現分析錯誤或結果不穩定的問題時，可能是收斂性或穩定性有問題。

   ・有時更改SPICE模擬器的設定可避免收斂性和穩定性的問題。

   ・如果SPICE元件模型存在缺陷，使用者會很難解決。

6. SPICE模型的種類

   關鍵要點

   ・SPICE模型分為“元件模型”和“子電路模型”兩種。

   ・SPICE元件模型基本上是電晶體和二極體等元件的模型。

   ・SPICE子電路模型基本上是元件模型的組合。

7. SPICE元件模型：二極體範例　其1

   關鍵要點

   ・SPICE模型分為“元件模型”和“子電路模型”兩種。

   ・在SPICE元件模型中設定模型的各參數值。

8. SPICE元件模型：二極體範例　其2

   關鍵要點

   ・SPICE模型分為“元件模型”和“子電路模型”兩種。

   ・透過更改元件模型的參數值，可以調整特性。

   ・SPICE元件模型是基於理論公式的，因此模擬結果侷限於公式能夠表達的範圍（可能與實際不符）。

9. SPICE子電路模型：MOSFET範例　其1

   關鍵要點

   ・SPICE模型分為“元件模型”和“子電路模型”兩種。

   ・SPICE子電路模型由連線資訊和元件模型組成。

   ・SPICE子電路模型可以為理想特性的元件模型提供現實特性，可組成特定功能的電路等。

10. SPICE子電路模型：MOSFET範例　其2

    關鍵要點

    ・SPICE模型分為“元件模型”和“子電路模型”兩種。

    ・SPICE子電路模型由連線資訊和元件模型組成。

    ・SPICE子電路模型可以為理想特性的元件模型提供現實特性，可組成特定功能的電路等。

11. SPICE子電路模型：使用數學公式的模型

    關鍵要點

    ・SPICE子電路模型除元件模型組合而成的模型之外，還有由數學公式構成的模型。

    ・可根據元件的特性調整數學公式，再現性高。

    ・SPICE模型較複雜，因此模擬時間較長，容易產生無法收斂的狀況。

12. 熱模型（Thermal Model）

    關鍵要點

    ・SPICE模型中還包括用來進行熱模擬的熱模型（Thermal Model）。

    ・SPICE熱模型是用來在電路上進行熱路計算的相當於瞬態熱阻的電路模型。

    ・將功耗Pd作為電流I外加於熱模型Rth，可將結溫Tj作為電壓進行監測。

13. 什麼是熱動態模型（Thermal Dynamic Model）

    關鍵要點

    ・SPICE熱動態模型是內建了熱模型，且透過自發熱而讓特性產生變化的SPICE模型。

    ・SPICE熱動態模型是在元件的子電路模型中添加了熱模型的模型。

    ・透過內建的熱模型計算出Tj，並將該Tj反映到元件的電氣特性中。