SPICEの概要と文献

1. 概要

SPICESimulation Program with Integrated Circuits Emphasis)は非線形 の直流解析、過渡解析、交流解析を目的に開発された汎用回路シミュレーション・ プログラムで、抵抗、キャパシタ、インダクタ、相互インダクタンス、独立電圧源 と電流源、４種類の従属電圧／電流源、無損失ないし損失のある線路、スイッチ、 ＲＣ分布線路、ダイオード、ＢＴＪ、ＪＦＥＴ、ＭＥＳＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴの５ つの半導体素子を扱うことができます。

1970 年代に University of California Berkeley で開発された初期のバージョン はFORTRANで書かれ、世界的な標準として広く使われるようになるとともに 多くのSPCIE likeなプログラムの基礎になりました。この系列の最後のバ ージョンであるSPICE 2G6 は今でも使われています。

その後、Unix の普及とともに、C への書き換えとNutmegというポスト． プロセサとの統合が進み、現在は University of California Berkeley による開発 と保守が終了して、SPICE3 Version3f4のドキュメントとソースコードが 下記の URL で公開されています。

  ftp://ic.eecs.berkeley.edu/pub/Spice3/sp3f4.kit.tar.Z
  ftp://ic.eecs.berkeley.edu/pub/Spice3/sp3f4.patch.tar.Z

2. SPICEの文献

SPICEを理解するには、自分にあった文献を見ながら、実際に計算してみる のが一番で、以下、手元にあるいくつかの文献をあげておきます。

まず、SPICEのメカニズムについては、原作者の論文

  Laurence W.Nagel,- SPICE2: A COMPUTER PROGRAM TO SIMULATE SEMICONDUCTOR
	CIRCUITS (Memorandom No. UCB/ERL M520 9 May 1975)
	(ELECTRONICS RESEARCH LABORATORY College of Engineering University 

多分、最良の解説書は下記の１冊でしょう。

Andrei Vladimirescu,- The SPICE Book
	(John Wiley & Sons, Inc) ISBN 0-471-60926-9

以下、手元にあるものをリストしておきます。

Thomas W.Thorpe,- Computer Circuit Analysis with SPICE
	(Johon Wiley & Sons, Inc.) ISBN 0-471-55164-3

  SPICE 2G6 の実務的な解説で、豊富な例が掲載された良い本です。


Kenneth S.Kundert,- The Designer's Guide to SPICE & SPECTRE
	(Kluwer Academic Publishers) ISBN 0-7923-9571-9


JOHN KEOWN,- SPICE による電子回路設計
	(東京電機大学出版局) ISBN 4-501-31550-4

  「plobe」等、PSpice 固有の機能の解説が多いのですが、日本語で読める本で
は、最良かもしれません。原著は、

	Hohn Keown,- PSPICE and circuit analysis
		(Macmillan Publishing Company)

になります。

J.A.コネリー/P.チェイ,- SPICE による回路設計
	(プレンティスホール/トッパン) ISBN 4-8101-8567-2

小高明夫・佐藤邦夫,- SPICE による電子回路の基礎
	(東海大学出版会) ISBN 4-486-01339-5

ポール W.トゥネガン,- SPICE による電子回路設計入門
	(CQ 出版) ISBN 4-7898-3299-6

岡村廸夫,- SPICE によるシミユレータ新活用法
	(CQ 出版) ISBM 4-7898-3295-3

3. spice3 の ANALYSYS

FreeBSD の場合は ports/cad/spice で spice3 をインストールできるようになっていま すが、ソースに解析コマンドを入れておく場合は、spice2 の解析コマンドの先頭の 「.」を取り除いたものを、「.CONTROL」と「.ENDC」の間に記述します。

例えば、

  VS 1 0 AC 1
  ..
  .CONTROL
  ac dec 1000 1K 100K
  plot V(5)
  .END

  VS 1 0 SIN(0 1 10K)
  ..
  .CONTROL
  tran 1US 1MS
  plot V(5)
  .END

4. 回路の数値解析そのものの文献

私はこの分野の専門家ではありませんし、たくさんの本がありますので、手元に あったものだけ。

William J.McCalla,- Fundamentais of Computer-Aided Circuit Simulation
	(Kluwer Academic Publishers) ISBN 0-89838-248-3

Jan Ogrodzki,- Circuit Simulation Method and Algorithms
	(CRC Press) ISBN 0-8493-7894-X

Lawrence T.Pillage, Ronald A.Rohrer, Chandramouli Visweswariah,-
	Electronic Circuit and System Simulation Methods
	(McGraw-Hill, Inc) ISBN 0-07-050169-6

Kenneth S.Kundert, Jacob K.White, Alberto Sangiovanni-Vincentelli,-
	Steady-State Method for Simulation Analog and Microwave Circuits
	(Kluwer Academic Publishers) ISBN 0-7923-9069-5

最後の文献はSPECTREという周波数領域の回路解析プログラムの基礎にな
っています。