spice器件建模综述

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在介绍SPICE基础知识时介绍了最复杂和重要的电路描述语句，其中就包括元器件描述语句。许多元器件（如二极管、晶体管等）的描述语句中都有模型关键字，而电阻、电容、电源等的描述语句中也有模型名可选项，这些都要求后面配以.MODEL起始的模型描述语句，对这些特殊器件的参数做详细描述。

电阻、电容、电源等的模型描述语句语句比较简单，也比较容易理解，在SPICE基础中已介绍，就不再重复了；二极管、双极型晶体管的模型虽也做了些介绍，但不够详细，是本文介绍的重点，以便可以自己制作器件模型；场效应管、数字器件的模型过于复杂，太专业，一般用户自己难以制作模型，只做简单介绍。

元器件的模型非常重要，是影响分析精度的重要因素之一。但模型中涉及太多图表，特别是很多数学公式，都是在WORD下编辑后再转为JEPG图像文件的，很繁琐和耗时，所以只能介绍重点。

一、二极管模型：

1.1  理想二极管的I-V特性：

1.2  实际硅二极管的I-V特性曲线：折线

1.3  DC大信号模型：

1.4   电荷存储特性：

1.5  大信号模型的电荷存储参数Qd：

1.6  温度模型：

1.7  二极管模型参数表：

二、双极型晶体管BJT模型：

2.1  Ebers-Moll静态模型：电流注入模式和传输模式两种

2.1.1 电流注入模式：

2.1.2 传输模式：

2.1.3 在不同的工作区域，极电流Ic Ie的工作范围不同，电流方程也各不相同：

2.1.4 Early效应：基区宽度调制效应

2.1.5 带Rc、Re、Rb的传输静态模型：

正向参数和反向参数是相对的，基极接法不变，而发射极和集电极互换所对应的两种状态，分别称为正向状态和反向状态，与此对应的参数就分别定义为正向参数和反向参数。

2.2  Ebers-Moll大信号模型：

2.3      Gummel-Pool静态模型：

2.4    Gummel-Pool大信号模型：拓扑结构与Ebers-Moll大信号模型相同，非线性存储元件电压控制电容的方程也相同

2.5    BJT晶体管模型总参数表：

三、 金属氧化物半导体晶体管MOSFET模型：

3.1 一级静态模型：Shichman-Hodges模型

3.2  二级静态模型（大信号模型）：Meyer模型

3.2.1  电荷存储效应：

3.2.2  PN结电容：

3.3  三级静态模型：

3.2  MOSFET模型参数表：

一级模型理论上复杂，有效参数少，用于精度不高场合，迅速粗略估计电路

二级模型可使用复杂程度不同的模型，计算较多，常常不能收敛

三级模型精度与二级模型相同，计算时间和重复次数少，某些参数计算比较复杂

四级模型BSIM，适用于短沟道（