使用SPICE语言分析电路的方法

在SPICE语言中，命令控制语句使用户可以根据电路仿真的不同需要对仿真过程加以控制，获得所需的数据。一般常用的包括直流仿真（.DC）、交流仿真（.AC）、瞬态仿真（.TRAN）、温度控制（.TEMP）、结束语句（.END）等，下面分别加以介绍。

一、直流仿真（.DC）

.DC语句用于对任意指定参数值、任意电源值、温度范围等进行直流扫描，下面给出典型格式及例句。

1.命令格式：

.DC var1 start1 stop1 incr1＜SWEEP var2 type np start2 stop2＞

.DC表示进行直流扫描；var1指扫描的某个值，可以是某个参数、某个电源或者是温度；start1是扫描var1的初值；stop1是扫描var1的结束值；incr1是扫描var1的步长；SWEEP表示在不同的var2条件下对var1进行扫描；var2指扫描var1时的扫描条件；type指对条件var2的扫描方式；np指对应于type的参数，比如步长或点数；start2是扫描var2的初值；stop2是扫描var2的结束值。

2.例句：

①.DC VIN 0.25 5.0 0.05

对电压源VIN进行直流扫描，由0.25伏扫描到5.0伏，步长为0.05伏；

②.DC TEMP -55 125 1 SWEEP VIN POI 2 5 10

在不同的VIN电压值下对温度进行直流扫描，每次温度由-55度扫描到125度，步长为1度，而VIN电压值的电压值采用定点变化，共2个点，分别是5伏和10伏。

二、交流仿真（.AC）

.AC语句用于对电路中的交流源进行频率扫描，从而获得电路的频率响应特性，下面给出典型格式及例句。

1.命令格式：

.AC type1 np1 fstart fstop ＜SWEEP var2 type2 np2 start2 stop2＞

.AC表示进行交流扫描；type1、np1分别指扫描频率的方式和点数，一般使用DEC方式，即频率每增大一个数量级（10倍）扫描np个点；fstart是扫描的初始频率；fstop是扫描的结束频率；SWEEP表示在不同的var2条件下对频率进行扫描；type2指对条件var2的扫描方式；np2指对应于type2的参数，比如步长或点数；start2是扫描var2的初值；stop2是扫描var2的结束值。

2.例句：

①.AC DEC 10 10 1MEG

对交流频率进行扫描，由10赫兹扫描到1兆赫兹，频率每增大一个数量级扫描10个点；

②.AC DEC 50 1K 110K SWEEP TEMP POI 3 -40 25 150

在不同的温度下对交流频率进行扫描，每次频率由1千赫兹扫描到110千赫兹，频率每增大一个数量级扫描50个点，而温度采用定点变化，共3个点，分别是-40度、25度和150度。

三、瞬态仿真（.TRAN）

.TRAN语句用于对电路中的进行时域扫描，从而获得电路的时域响应特性，下面给出典型格式及例句。

1.命令格式：

.TRAN tstep tstop ＜SWEEP var1 type1 np1 start1 stop1＞

.TRAN表示进行瞬态扫描；tstep指时域扫描的步长；tstop是扫描的结束时间；SWEEP表示在不同的var1条件下对时域进行扫描；type1指对条件var1的扫描方式；np1指对应于type1的参数，比如步长或点数；start1是扫描var1的初值；stop1是扫描var1的结束值。

2.例句：

①.TRAN 1NS 100US(www.xing528.com)

对时域进行扫描，以1纳秒的步长扫描到100微秒；

②.TRAN 5NS 20US SWEEP VIN POI 3 3 4 5

在不同的VIN电压值下对时域进行扫描，每次频率以5纳秒的步长扫描到20微秒，而VIN采用定点变化，共3个点，分别是3伏、4伏和5伏。

四、温度控制（.TEMP）

.TEMP用于对电路仿真时的温度进行控制，从而获得电路的在特定温度下的特性，下面给出典型格式及例句。

1.命令格式：

.TEMP t1 ＜t2 ＜t3...＞＞

.TEMP表示进行温度控制；t1、t2、t3分别是不同的温度值，应注意的是，如果不用.TEMP语句控制温度，则默认的温度是25摄氏度。

2.例句：

①.TEMP 100

仿真温度设置为100摄氏度；

②.TEMP -50 0 25 100 125

在-50摄氏度、0摄氏度、25摄氏度、100摄氏度和125摄氏度下分别对电路仿真一次。

五、结束语句（.END）

.END用于表示程序的计算部分结束，其后的语句不加入仿真计算，实际使用中多用于程序的最后。该语句为固定格式，无应用变化。

小　结

1.SPICE语言的语句按句子开头标识可分为四类：①句子直接由字母开头，没有标识的是器件描述语句，用于定义电路包含的各种器件；②句子以“.”号开头的是命令控制语句，用于对仿真进行控制；③句子以“*”号开头的是注释语句，用于给用户提示信息，不参与仿真运算；④句子以“+”号开头的是后续语句，当上一句无法在一行内写完的时候，在下一行续写时加以标识，具体语句性质与其续写的那一行相同。

2.二极管和双极性三极管BJT语句中的面积因子可以用来确定具有特定模型的、等效并联器件的数目。

3.在SPICE语言中，命令控制语句使用户可以根据电路仿真的不同需要对仿真过程加以控制，获得所需的数据。一般常用的包括直流仿真（.DC）、交流仿真（.AC）、瞬态仿真（.TRAN）、温度控制（.TEMP）、结束语句（.END）等。

思考与练习

1.写出采用SPICE进行电路设计的基本流程。

2.SPICE语言的语句按句子开头标识可分为几类，分别代表什么信息？

3.写出电阻、电容、电感的SPICE描述语句。

4.如何使用SPICE描述二极管、三极管、MOS管？

5.如何使用SPICE描述电压源、电流源、脉冲时变电源？

6.使用SPICE对一个反相器进行直流分析，写出程序流。