基于SPICE\SPECTRE与Fast-SPICE的电路及显示面板快速仿真原理

本书是基于作者多年的电路和显示面板仿真设计经验编写而成的。本书详细阐述了以SPICE为代表的电路仿真器的发展过程，以及仿真原理和技术。全书共6章。靠前章阐述了电路仿真器SPICE的发展历程，及其在电路和面板仿真领域的应用情况。第2章分析并阐述了SPICE在进行电路仿真过程中所要经历的流程，以及需要建立并求解的方程组，包括针对电路连接特性所建立的方程组，以及用于描述器件电学特性的模型方程组。第3章主要阐述了SPICE在进行电路的直流、交流或瞬态分析的时候，所采用的数值计算方法。第4章主要阐述了SPICE仿真的收敛性、精度和速度。第5章专门针对目前电路仿真领域发展比较快的Fast-SPICE的快速仿真原理进行了较为深入的介绍。第6章对目前常用的SPICE及SPECTRE电路仿真的语法进行了较为详细的说明。本书适合显示面板设计及电路设计的相关从业人员阅读，也可以作为微电子相关专业的学生或研究人员的学习参考书。

雷东，内蒙古包头市人，毕业于浙江大学材料系硅材料国家重点实验室，研究领域为半导体硅材料。

第1章SPICE的发展及其在显示面板设计中的应用1
1.1SPICE的发展1
1.2SPICE在显示面板设计中的应用3
参考文献7
第2章电路的SPICE仿真流程与方程的建立8
2.1电路的SPICE仿真流程8
2.2节点分析法10
2.2.1线性电阻11
2.2.2电容11
2.2.3电感12
2.2.4独立的电流源12
2.3改进的节点分析法15
2.3.1独立电压源16
2.3.2压控电压源（VCVS）17
2.3.3压控电流源（VCCS）18
2.3.4流控电压源（CCVS）19
2.3.5流控电流源（CCCS）19
2.4器件模型与模型方程20
2.4.1线性电阻21
2.4.2电容22
2.4.3电感23
2.4.4独立电流源24
2.4.5独立电压源25
2.4.6压控电流源25
2.4.7二极管26
2.4.8场效应晶体管（MOSFET）32
2.4.9薄膜晶体管（TFT）的SPICE模型38
参考文献39
第3章电路的SPICE分析41
3.1直流（DC）分析41
3.1.1线性电路的直流分析42
3.1.2非线性电路的直流分析44
3.2交流（AC）分析51
3.3瞬态（Tran）分析52
3.3.1欧拉法52
3.3.2欧拉法的截断误差54
3.3.3欧拉法的稳定性55
3.3.4梯形法及其稳定性56
3.3.5Gear法及其稳定性58
3.3.6对储能元件的分析59
参考文献60
第4章SPICE仿真的收敛性、精度、速度与Fast-SPICE61
4.1SPICE仿真的收敛性61
4.1.1直流仿真的收敛性62
4.1.2交流仿真的收敛性70
4.1.3瞬态仿真的收敛性70
4.2SPICE仿真的精度73
4.2.1直流仿真的精度73
4.2.2交流仿真的精度75
4.2.3瞬态仿真的精度75
4.3SPICE仿真的速度与Fast-SPICE80
4.3.1稀疏矩阵技术80
4.3.2器件模型的处理82
4.3.3计算方法84
4.3.4快速仿真器Fast-SPICE86
参考文献88
第5章Fast-SPICE仿真原理89
5.1电路分割（CircuitPartition）89
5.1.1电路分割的原则89
5.1.2对功率网络的划分90
5.1.3对晶体管栅极连接点的划分92
5.1.4对理想电压源的划分92
5.2Fast-SPICE中电路的层次仿真（HierarchicalSimulation）94
5.2.1层次仿真的基本概念94
5.2.2层次仿真中的节点98
5.2.3层次仿真中电路的存储方式98
5.2.4等效阻抗分割法99
5.2.5基于分割电路的层次仿真103
5.3寄生RC网络的压缩118
参考文献122
第6章SPICE及SPECTRE电路仿真的语法123
6.1SPICE及SPECTRE电路仿真网表的结构123
6.2控制语句127
6.2.1电路初始条件控制128
6.2.2选项设置（OPTIONS）128
6.3器件（元件）及器件模型的SPICE语法129
6.3.1电源129
6.3.2器件140
6.3.3器件模型150
6.4参数与表达式153
6.5宏模型与子电路154
6.6电路分析的SPICE语法156
6.7仿真结果输出的SPICE语法158
参考文献162