SPICE模拟类型: 蒙特卡洛方法

在上一篇文章中，我们介绍了SPICE仿真的类型以及DC分析，AC分析和瞬态分析这四种标准分析功能. 本文将介绍其余的蒙特卡洛分析方法.

SPICE模拟: 蒙特卡洛分析方法

蒙特卡洛方法是将随机数用于仿真和数值计算的通用术语. 实际上，构成电路的几乎所有组件（例如电阻，电容，电感，二极管，晶体管和IC）都具有特性波动. 例如，电阻器是可以容忍的，精度为±5％的100Ω电阻器的电阻在95Ω至105Ω之间. 这种波动（误差）存在于各种组件中，由于各种波动（误差）的累积，导致由各种组件组成的电路的电路特性会发生波动.

通过蒙特卡洛仿真，通过执行多个仿真并在仿真中反映各种电路元件的波动，可以评估整体特性的波动. 当整个电路特性受多个电路元件影响时电阻spice模型，这是一种非常有效的分析方法. 实际上，有很多方法. 通用方法是模拟电路元件周围的波动，这些波动对整体特性的影响更大.

蒙特卡洛分析方法示例

设置波动的方法因模拟器的类型而异. 设置蒙特卡洛模拟的方法有两种，即当可以用电阻等符号直接描述波动时，就不能直接描述两种情况. 示例如下.

・波动可以直接在符号中描述

在该示例中，将电压施加到100Ω的电阻，并模拟电阻值（电压/电流）. 电阻值描述为{100 *（1 + tol）}. 设置电阻值时，将其直接写入电阻列. 使用随机数使音调波动，并执行300次仿真.

在该示例中，使用了两种随机数，它们的分布如下. 在①中，其定义为tol ＝ flat（0.05），这是指波动范围为±5％的均匀随机数. 在②中电阻spice模型，将其定义为tol ＝高斯（0.05），表示具有标准偏差σ＝ 5％的高斯随机数. 仿真结果为: 具有均匀随机数的均匀分布和具有高斯随机数的正态分布.

·当波动不能直接在符号中描述时

像上面的阻力一样，某些SPICE模型可能无法直接描述符号中的波动. 以下是NPN双极型晶体管的hFE-IC特性仿真示例. 双极晶体管的符号不能直接描述波动，因此使用在SPICE模型中添加波动描述的方法.

由于不需要介绍它的描述方式，因此在此省略具体描述. 对于，在电路图中插入一个模型，即，将hFE = 400±50添加到双极晶体管的参数中. 图中用绿线框起来的部分是模型，除生成波动的参数外，还描述了所有参数. 2S081的原始模型lib是不包含波动的模型，但是将首先使用电路图中插入的模型，因此它将反映出所描述的波动.

到目前为止，我们已经学习了两种设置蒙特卡洛模拟的方法. 一种是直接描述符号的波动（例如电阻），另一种是不直接描述符号的波动. 这时，还有SPICE模型. 波动的方法直接在其中描述.

・基于SPICE的具有直流分析，交流分析，瞬态分析，蒙特卡洛方法，S参数，傅立叶分析，噪声分析等功能.

·蒙特卡洛方法是将随机数用于仿真和数值计算的总称. 用于考虑零件的波动/误差.

・蒙特卡洛模拟的设置因模拟器而异.

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