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器件仿真的原理和算法

有许多方面，而最主要是将器件从理论模型变为实际器件。其中

分析软件是一种重要工具。通常用软件对电路进行仿真分析时，必须

满足如下条件：1)模拟电路设计的实现;2)设计输入条件(如参数、元

件参数等)与输出结果间不存在误差或保证尽量小的误差。因此，器

件仿真可以看作是根据给定的设计目标来检验所得到的电路性能指

标是否符合预期值。

三、电路仿真的基本步骤，器件仿真的过程包括两个阶段:第一

阶段称为“建立”，即把电路图转换成实际器件;第二阶段称为“运行”，

即利用仿真软件求解器件特征方程并获取响应曲线。这里我们只讨论

前者。1.建立器件模型。首先需要确定电路的物理尺寸及其边界条件，

然后按照一定规则划分网络单元，构造器件模型。由于电子系统内部

各组成部分之间往往相互影响，使得它们很难严格地区别开来，故在

建立器件模型时，必须考虑这些因素。例如，当采用集总参数元件时，

就会发生元件参数随着电路尺寸增大而迅速减少的情况，这样势必导

致模型精度降低甚至失效。又比如，当采用分布参数元件时，也会产

生类似问题。另外，还应注意的是，电路中的某些连接点处的阻抗值

可能会突然改变，但却没有明显的规律，若忽略了这些细节，那么建

立起来的器件模型就无法正确反映电路的实际状态。

四、电路仿真的基本步骤，建立好器件模型后，便可进行电路仿

真。在仿真过程中，除了需要输入信号外，还需要引入约束条件，即

给定初始条件和边界条件。例如，在建立器件模型时，假定电容C1

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的电压源电流Ic=0，那么，在仿真时，必须令电容C1的端电压Uc=0，

同时令电感L1的电流Is=0。再如，在建立器件模型时，假定电容C1

的电压源电流Ic=0，那么，在仿真时，必须令电容C1的端电压Uc=0，

同时令电感L1的电流Is=0。上述约束条件都属于边界条件。

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