兼容SPICE的運(yùn)算放大器宏模型縮短仿真時(shí)間

目前，電路仿真領(lǐng)域呈現(xiàn)采用全方位電路仿真方法的趨勢(shì)。我們認(rèn)為，在所有安裝的電路仿真器中，有75%用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而不是IC設(shè)計(jì)。幾乎所有這些仿真器都是SPICE的變體。隨著電子行業(yè)不斷發(fā)展，系統(tǒng)工程師面對(duì)日益增多的集成電路，尤其是無(wú)處不在的運(yùn)算放大器，也需要愈加精準(zhǔn)的模型。但是，這些IC器件的速度和復(fù)雜性不斷提高，給初期的SPICE開(kāi)發(fā)人員帶來(lái)了始料未及的問(wèn)題。

由于典型的運(yùn)算放大器中包含大量有源器件，僅使用晶體管級(jí)模型的電路仿真會(huì)消耗大量時(shí)間，特別是電路中包含多個(gè)運(yùn)算放大器時(shí)。由于涉及多個(gè)非線性方程，即使是簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體器件模型也會(huì)消耗大量計(jì)算時(shí)間。在某些情況下，完成整個(gè)仿真所需的時(shí)間可能超過(guò)構(gòu)建工程原型所需的時(shí)間。顯然，這種情況完全背離了使用SPICE的初衷。

幸運(yùn)的是，我們可以通過(guò)使用盡可能準(zhǔn)確地表示運(yùn)算放大器的宏模型來(lái)縮短仿真時(shí)間，而無(wú)需使用大量晶體管或其他非線性器件。然而，無(wú)論出于何種意圖和目的，要設(shè)計(jì)一個(gè)能完全模擬實(shí)際器件的宏模型是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。對(duì)于電路設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，運(yùn)算放大器模型要切實(shí)起到作用，則不能只涵蓋所有重要的DC參數(shù)，還要能夠在遠(yuǎn)超單位增益交越頻率的區(qū)域內(nèi)合理地仿真近似AC特性。