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半导体SPICE模型环境配置：从工具链到仿真流程

共计 30 章节

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半导体SPICE模型的重要性 · 课程目标与学习路径 · 所需预备知识

课程导论SPICE

SPICE历史与标准

SPICE的起源与发展 · Berkeley SPICE · 商业SPICE变体

Linux环境搭建

选择Linux发行版 · 安装虚拟机或WSL2 · 配置基础开发工具(gcc

Linux环境搭建

文本编辑器与IDE

Vim/Neovim配置 · VS Code远程开发 · 常用插件与效率提升

IDE文本编辑器

SPICE仿真器概览

开源仿真器(Ngspice · Xyce)与商业仿真器( HSPIC… · Spectre)对比

SPICE仿真器概览

Ngspice安装与编译

源码下载 · 依赖库安装 · 编译配置

Ngspice基础使用

交互模式 · 批处理模式 · 输入文件结构(.cir/.sp)

Ngspice基础使用

SPICE网表语法入门

元件声明(电阻 · 电容 · 二极管

SPICE网表语法入门

模型描述基础

.MODEL语句 · LEVEL参数 · 模型参数传递

模型描述基础MODEL

二极管模型(Level 1)

理想二极管模型 · SPICE内置二极管模型参数 · 正向/反向特性仿真

Level二极管模型

BJT模型(Gummel-Poon)

Gummel-Poon模型结构 · 关键参数(BF · IS

MOSFET模型(Level 1-3)

Shichman-Hodges模型 · 短沟道效应 · 阈值电压与跨导仿真

BSIM3/4模型入门

BSIM模型发展史 · 核心参数集 · 模型卡与实例卡分离

BSIM3/4模型入门

BSIM4模型参数提取

参数提取流程 · 使用开源工具(Qucs-S · Gnuplot)进行曲线拟合

BSIM4模型参数提取

模型文件组织

.lib文件创建 · 子电路(.subckt)封装 · 模型库管理

模型文件组织lib

Python与SPICE交互

使用PySpice库 · 生成网表 · 调用Ngspice

PySpice基础操作

安装PySpice · 创建电路对象 · 添加元件

PySpice基础操作

PySpice高级分析

参数扫描 · 蒙特卡洛分析 · 数据可视化(Matplotlib)

PySpice高级分析

波形查看与数据处理

Gaw · Gnuplot · Python Matplotlib

波形查看数据处理

工艺角(Process Corner)仿真

定义FF/TT/SS角 · 在网表中实现工艺角切换

温度效应与仿真

温度参数(TNOM · DTEMP) · 温度扫描

温度效应仿真

噪声源模型 · .NOISE分析语句 · 输出噪声谱

噪声分析噪声源模型

谐波失真 · .DISTO分析 · THD计算

失真分析谐波失真

收敛性问题

收敛失败原因 · .OPTIONS设置 · 初始条件

收敛性问题收敛失败原因

模型验证流程

直流验证 · 交流验证 · 瞬态验证

模型验证流程直流验证

PDK(工艺设计套件)结构

PDK组成 · 模型文件 · 设计规则

PDK工艺设计套件

使用PDK进行仿真

加载PDK模型 · 调用标准器件 · 运行PDK示例

自动化仿真脚本

Shell脚本批量仿真 · Makefile管理 · Python自动化框架

自动化仿真脚本Shell

版本控制与协作

Git管理模型文件 · Git LFS处理大文件 · 团队协作流程

版本控制协作

综合项目实战

从零搭建一个CMOS反相器模型环境 · 完成DC/AC/TRAN仿真 · 输出报告

综合项目实战CMOS