關鍵詞：SPICE模型、電路仿真
SPICE（Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis）是由美國加州大學伯克利分校的電子研究實驗室於1975年開發出來的一種功能非常強大的通用模擬電路仿真器。最初主要被用來驗證集成電路中的電路設計，以及預測電路的性能。現在SPICE模型已經廣泛應用於電子設計中，可對電路進行非線性直流分析、非線性瞬態分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件。SPICE內建半導體器件模型，用戶只需選定模型級別並給出合適的參數，利用SPICE模型能夠精確計算出系統的靜態和動態等各種工作特性，所以也可以用來進行系統級的信號完整性分析。
SPICE模型的組成
SPICE模型由兩部分組成：模型方程式(Model Equations)和模型參數(Model Parameters)。它是建立在電路基本元器件(如電晶體、電阻、電容等)的工作機理和物理細節之上的，是一個根據原理圖中各元器件的連接關係創建的網表文件，該網表由一系列子電路組成，用戶通過調用相關的子電路模塊就可以簡單地建立模擬網表。原理圖中各元器件的SPICE參數主要表徵元器件的物理特性和電特性。參數描述的充分性和精確性將決定模擬結果的準確性。
SPICE模型電路分析的類型
用SPICE模型可以完成多種類型的電路分析，其中最為主要的有：
● 直流分析(DC Analysis)：包括靜態工作點、直流靈敏度、直流傳輸特性、直流特性掃描分析;
● 交流分析(AC Analysis)：包括頻率特性、噪聲特性分析：
● 瞬態分析(Transient Analysis)：包括瞬態響應分析和傅立葉分析;
● 參數掃描(Parametric and Temperature Analysis)：包括參數掃描分析和溫度特性分析;
● 蒙特卡羅分析(Monte Carlo Analysis)，隨機抽樣統計估算數學函數方法;
● 最壞情況分析(Worst-case Analysis)。
此外，由於SPICE模型還包含了器件隨溫度變化的特性，所以以上這些分析都可以設定在不同的溫度下進行。
圖片來源：R課堂
SPICE模型的缺點
SPICE模型技術相對成熟，模擬精度也比較高，但是使用SPICE模型有一些難以克服的缺點：首先由於SPTCE模型是電晶體一級的模型，隨著現在集成電路規模越來越大，即使只建立各個引腳的SPICE模型，也會包含成千上萬隻電晶體一級的器件，所以其仿真速度必然很慢，這對於交互的PCB設計來講是不可接受的；其次，由於SPICE模型涉及許多集成電路設計方面的細節，一般集成電路廠家都不願意公開提供，限制了它的廣泛應用。這時需要引入IBIS模型來替代SPICE模型完成信號完整性分析。
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參考資料：
1.eefocus：SPICE模型電路仿真器的用法及功能解析
2.R課堂：SPICE仿真的類型：DC分析、AC分析、瞬態分析
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