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概论 1

第一章　线性网络分析方程的建立 7

1.1　网络拓扑矩阵及其计算机形成 7

1.2　节点电压方程的形成 14

1.2.1　标准支路和支路导纳矩阵 14

1.2.2　节点电压方程 18

1.3　直接建立节点电压方程 25

1.4　回路分析方程和割集分析方程 29

1.5　混合方程法和稀疏表法 32

1.6　改进节点法 35

第二章　线性代数方程组的求解和稀疏矩阵技术 51

2.1　求逆矩阵解法 51

2.2　求线性方程组解的克莱姆法 53

2.3　高斯消去法 55

2.4　高斯约当消去法 59

2.5　LU分解法 59

2.5.1　克劳特LU分解 59

2.5.2　多列特LU分解 63

2.5.3　用克劳特LU分解法的FORTRAN程序 64

2.6　乔列斯基分解法 66

2.7　迭代法 67

2.7.1　高斯雅可比法 68

2.7.2　高斯塞得尔迭代 68

2.7.3　迭代改进解的准确度 69

2.8　稀疏矩阵的压缩存储 69

2.9　主元的选取与方程的排序 76

2.10　矩阵的图形表示 79

2.10.1　用无向图表示结构对称矩阵 80

2.10.2　用有向图表示不对称矩阵 80

2.11　对称阵的填入和长运算次数的图形解释 81

2.12　不对称阵消元时的填入和长运算次数 86

第三章　交流稳态分析 90

第四章　非线性电路的仿真 99

4.1　非线性电路方程组的建立 100

4.1.1　一个未知量的单个非线性方程 100

4.1.2　多个未知量的非线性节点方程组 101

4.1.3　非线性混合方程组 102

4.2　非线性代数方程的求解 105

4.2.1　匹卡德迭代法 105

4.2.2　解单个非线性方程的牛顿拉夫逊法 107

4.2.3　用牛顿拉夫逊法解非线性代数方程组 110

4.3　非线性元件的线性化伴随模型 113

4.3.1　二极管的伴随模型 113

4.3.2　双极型晶体管的直流伴随模型 116

4.3.3　MOSFET的直流伴随模型 119

第五章　时域分析 123

5.1　数值积分方法 125

5.2　数值解法的误差和稳定性 128

5.2.1　向前欧拉法 130

5.2.2　后退欧拉法 132

5.2.3　梯形法 132

5.3　储能元件时间离散化的伴随模型 133

5.3.1　线性电容 133

5.3.2　线性电感 137

5.3.3　线性互感 138

5.3.4　非线性电容 140

5.4　龙格-库塔方法 144

5.4.1　二阶龙格库塔法 144

5.4.2　三阶龙格库塔法 147

5.4.3　显式R级龙格库塔方法 150

5.5　多步数值积分方法 155

5.5.1　多步积分方法的约束条件 157

5.5.2　亚当斯．巴斯弗斯数值积分公式 158

5.5.3　亚当斯．英尔顿数值积分公式 161

5.5.4　吉尔（Gear）积分法 164

第六章　灵敏度分析 169

6.1　灵敏度分析的意义 169

6.2　灵敏度的定义和求灵敏度的方法 171

6.2.1　灵敏度的定义 171

6.2.2　直接法求灵敏度 172

6.2.3　差商法 174

6.2.4　求灵敏度的系统方法 176

6.3　伴随网络法 177

6.3.1　特勒根定理 177

6.3.2　伴随网络的形成及灵敏度计算 180

6.4　增量网络法 192

6.4.1　增量网络的形成 192

6.4.2　增量网络的节点方程 198

6.5　最坏情况分析和容差分配 201

6.5.1　最坏情况分析 201

6.5.2　统计分析法 203

6.5.3　容差分配 204

第七章　SPICE程序 206

7.1 SPICE程序的简单介绍 206

7.2 SPICE的内部结构 209

7.2.1 READIN模块 211

7.2.2 ERRCHK模块 212

7.2.3 SETUP模块 212

7.2.4 DCTRAN模块 212

7.2.5 DCOP模块 213

7.2.6 ACAN模块 213

7.2.7 OVTPVT模块 214

7.2.8 SPICE2的根程序 214

7.3 SPICE的动态存储分配 216

7.4 SPICE的内建器件模型 223

7.4.1　二极管模型 224

7.4.2　双极型晶体管模型 227

7.4.3　结型场效应晶体管模型 240

7.4.4　MOS场效应管模型 244

第八章　用SPICE进行电路仿真 262

8.1　SPICE输入语言的语法规则 262

8.2　电路元器件的描述 265

8.2.1　电阻 267

8.2.2　电容 268

8.2.3　电感 269

8.2.4　耦合互感 270

8.2.5　压控电流源 270

8.2.6　压控电压源 272

8.2.7　流控电流源 274

8.2.8　流控电压源 275

8.2.9　独立电压源 276

8.2.10　独立电流源 282

8.2.11　二极管 283

8.2.12　双极型晶体管（BJT卡） 284

8.2.13　结型场效应晶体管（JFET卡） 286

8.2.14　MOS场效应晶体管（MOSFET卡） 286

8.2.15　无损耗传输线 287

8.2.16　子电路调用卡 288

8.2.17　砷化镓场效应器件卡 289

8.3　SPICE的模型卡的子电路卡 289

8.3.1　模型卡 291

8.3.2　子电路卡 292

8.4　控制卡 293

8.4.1　一般控制类 293

8.4.2　分析类型类 296

8.4.3　输出方式类 306

8.4.4　有关收敛的控制卡 311

8.5　用SPICE进行电路仿真的实例 314

8.5.1　在晶体管BC结有无SBD钳位对RTL倒相器开关过程的影响 314

8.5.2　差分放大器 317

8.5.3　有无负反馈二级低频电压放大器的仿真 323

8.5.4　模拟晶体管振荡器的起振过程 326

8.5.5　多谐振荡器 328

8.5.6　功率放大电路的模拟 330

附录 333

附表A 半导体器件模型卡中用的模型参数 333

附表A1　二级管的模型参数 333

附表A2　双级晶体管模型参数 334

附表A3　JFET模型参数 338

附表A4 MOSFET的模型参数 339

附表A5 MESFET的模型参数 342

附表B SPICE的可选项 343

附表C　三种多步积分公式系数分布 345

参考文献 347