123,123,123

內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)重點(diǎn)介紹模擬電路仿真器的內(nèi)部工作原理，并闡述了在開(kāi)發(fā)過(guò)程中出現(xiàn)的各種難題的解決方案，并以Python作為代碼環(huán)境展示算法原理。本書(shū)首先概述了數(shù)值方法，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了非線性方程及其牛頓-拉夫森算法中的解；其次介紹了建模技術(shù)，以及線性情況和非線性情況的電路仿真器；然后討論了實(shí)際場(chǎng)景中的仿真器，強(qiáng)調(diào)了一些限制因素并提出了對(duì)策；最后簡(jiǎn)要介紹了仿真器涉及的更深入的數(shù)學(xué)背景知識(shí)。本書(shū)提供了大量的示例和練習(xí)，使讀者可以更好地理解仿真器的工作原理。

作者簡(jiǎn)介

　　| 作者簡(jiǎn)介 |邁克爾·薩林（Mikael Sahrling）資深電子工程師，長(zhǎng)期致力于開(kāi)發(fā)用于測(cè)試和測(cè)量以及通信行業(yè)的高速電氣接口，擁有25年的集成電路開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，曾在Semtech、Maxim Integrated、Tektronix和IPG Photonics等眾多行業(yè)領(lǐng)先的模擬芯片公司工作，并擔(dān)任首席模擬設(shè)計(jì)工程師。 | 譯者簡(jiǎn)介 |張悅，博士，畢業(yè)于法國(guó)南巴黎大學(xué)，北京航空航天大學(xué)集成電路科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年基金獲得者。王鵬，博士，畢業(yè)于美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校，北京航空航天大學(xué)集成電路科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家海外高層次人才。胡遠(yuǎn)奇，博士，畢業(yè)于英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院，北京航空航天大學(xué)集成電路科學(xué)與工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)青年人才。郭繼旺，北京華大九天科技股份有限公司副總經(jīng)理，北航-華大九天聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任，曾獲得國(guó)家教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。

圖書(shū)目錄

目錄
譯者序
前言
符號(hào)表
第1章　緒論　1
1.1　背景　1
1.2　仿真器的發(fā)展　2
1.3　關(guān)于本書(shū)　2
第2章　數(shù)值方法概述　4
2.1　微分方程：差分方程　4
2.1.1　初值問(wèn)題　5
2.1.2　歐拉方法　6
2.1.3　梯形方法　6
2.1.4　二階Gear方法　7
2.1.5　總結(jié)　7
2.1.6　求解方法：精度和穩(wěn)定性　8
2.2　非線性方程　10
2.3　矩陣方程　11
2.3.1　基于N個(gè)未知量的基本矩陣方程　12
2.3.2　矩陣求解器　13
2.4　仿真器選項(xiàng)　18
2.5　本章小結(jié)　18
2.6　代碼　18
2.7　練習(xí)　19
參考文獻(xiàn)　19
第3章　建模技術(shù)　21
3.1　CMOS晶體管模型　21
3.1.1　CMOS晶體管基礎(chǔ)　21
3.1.2　CMOS晶體管的物理特性　22
3.1.3　MOSFET電容建模詳細(xì)信息　27
3.1.4　BSIM　28
3.2　雙極晶體管模型　35
3.2.1　一般行為　35
3.2.2　Ebers-Moll模型　36
3.2.3　Gummel-Poon模型　36
3.2.4　高電流模型　37
3.2.5　VBIC模型　38
3.3　考慮的模型選項(xiàng)　38
3.4　使用的晶體管模型　38
3.4.1　CMOS晶體管模型示例一　38
3.4.2　CMOS晶體管模型示例二　39
3.4.3　雙極晶體管模型示例三　39
3.5　本章小結(jié)　40
3.6　練習(xí)　40
參考文獻(xiàn)　40
第4章　電路仿真器：線性情況　42
4.1　引言　42
4.2　發(fā)展歷史　42
4.3　矩陣方程　43
4.3.1　無(wú)源器件　43
4.3.2　交流分析　45
4.3.3　有源器件　49
4.3.4　總結(jié)　55
4.4　矩陣的構(gòu)建：交流分析　55
4.4.1　噪聲分析　60
4.4.2　穩(wěn)定性分析　62
4.4.3　S參數(shù)分析　66
4.4.4　傳遞函數(shù)分析　68
4.4.5　靈敏度分析　69
4.4.6　需要注意的特殊情況　69
4.5　線性電路的直流分析　69
4.6　線性電路的瞬態(tài)分析　70
4.6.1　前向歐拉法　70
4.6.2　后向歐拉法　73
4.6.3　梯形方法　75
4.6.4　二階Gear法　76
4.6.5　剛性電路　78
4.6.6　局部截?cái)嗾`差　79
4.6.7　需要注意的特殊情況　81
4.7　需要考慮的仿真器選項(xiàng)　83
4.8　本章小結(jié)　84
4.9　代碼　84
4.9.1　代碼4.2　84
4.9.2　代碼4.3　87
4.9.3　代碼4.4　91
4.9.4　代碼4.5　96
4.9.5　代碼4.6　99
4.9.6　代碼4.7　102
4.9.7　代碼4.8　105
4.9.8　代碼4.9　109
4.9.9　代碼4.10　112
4.10　練習(xí)　117
參考文獻(xiàn)　117
第5章　電路仿真器：非線性情況　119
5.1　引言　119
5.2　直流非線性仿真　119
5.2.1　求解方法　120
5.2.2　收斂判別準(zhǔn)則　134
5.2.3　需要注意的特殊情況　140
5.3　線性化技術(shù)　141
5.4　非線性瞬態(tài)仿真　142
5.4.1　固定時(shí)間步長(zhǎng)　143
5.4.2　可調(diào)時(shí)間步長(zhǎng)　149
5.4.3　收斂問(wèn)題　155
5.4.4　非線性電容　160
5.4.5　斷點(diǎn)　162
5.4.6　瞬態(tài)精度　162
5.5　周期穩(wěn)態(tài)求解器　163
5.5.1　打靶法　163
5.5.2　諧波平衡法　166
5.5.3　包絡(luò)分析　174
5.5.4　微擾技術(shù)　175
5.5.5　周期S參數(shù)、傳遞函數(shù)和穩(wěn)定性分析　179
5.5.6　準(zhǔn)周期穩(wěn)態(tài)分析　179
5.5.7　特殊電路示例　179
5.5.8　需要注意的特殊情況　183
5.5.9　如何確定精度　183
5.5.10　仿真器選項(xiàng)　184
5.6　本章小結(jié)　184
5.7　代碼　185
5.7.1　代碼5.1　185
5.7.2　代碼5.2　189
5.7.3　代碼5.3　194
5.7.4　代碼5.4　209
5.7.5　代碼5.5　214
5.7.6　代碼5.6　220
5.7.7　代碼5.7　225
5.7.8　代碼5.8　230
5.7.9　代碼5.9　235
5.8　練習(xí)　241
參考文獻(xiàn)　241
第6章　實(shí)際場(chǎng)景中的仿真器　243
6.1　使用新工藝技術(shù)時(shí)的模型驗(yàn)證策略　243
6.1.1　直流響應(yīng)曲線　244
6.1.2　閾值電壓提取　246
6.1.3　過(guò)渡頻率表征　247
6.1.4　柵-源和柵-漏電容特性　248
6.1.5　總結(jié)　249
6.1.6　錯(cuò)誤模型行為示例　249
6.1.7　角仿真策略　249
6.1.8　蒙特卡羅仿真　250
6.2　小模塊電路仿真　250
6.2.1　模擬電路仿真策略　251
6.2.2　小型數(shù)字電路仿真策略　252
6.3　大模塊電路仿真　253
6.4　本章小結(jié)　254
6.5　練習(xí)　254
參考文獻(xiàn)　254
第7章　仿真器背后的數(shù)學(xué)　255
7.1　網(wǎng)絡(luò)理論　255
7.1.1　稀疏表分析　257
7.1.2　節(jié)點(diǎn)分析　257
7.1.3　修正節(jié)點(diǎn)分析　258
7.2　微分方程的數(shù)值求解技術(shù)　259
7.3　牛頓-拉夫森定理　269
7.3.1　任意維度上的基本推導(dǎo)　269
7.3.2　常見(jiàn)難點(diǎn)及其解決辦法　270
7.4　打靶法理論　270
7.5　諧波平衡法理論　272
7.6 矩陣求解器：簡(jiǎn)介 273
7.6.1 高斯-若當(dāng)消元法 273
7.6.2 LU分解 274
7.6.3 迭代矩陣求解器 275
參考文獻(xiàn) 276
附錄A　示例的完整Python代碼 277