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第一章 ICCAD简介 1

1.1 集成电路的发展与计算机辅助设计的必要性 1

1.2 集成电路计算机辅助设计简介 4

1.2.1 概述 4

1.2.2 VLSICAD系统构成 7

1.2.3 VLSICAD方法 8

1.2.4 系统级综合(高层次综合：High Level Synthesis) 9

1.2.5 逻辑综合与逻辑模拟 9

1.2.6 版图设计与制版 10

1.3 模拟在ICCAD中的地位和作用 17

1.4 电路模拟的主要内容 19

2.1.1 电路基本元件 22

2.1 电路方程的自动建立 22

第二章 线性电路的稳态分析--电路方程的自动建立和求解线性代数方程 22

2.1.2 KVL，KCL和有向图 25

2.1.3 简约关联矩阵及其与KCL和KVL的关系 26

2.1.4 稀疏表格法 28

2.1.5 节点分析法 30

2.1.6 改进节点分析法 32

2.1.7 自动建立MNA方程的程序过程 37

2.1.8 二图改进节点分析法 39

2.1.9 小结 43

2.2 求解线性代数方程组的算法 43

2.2.1 概述 43

2.2.3 高斯消去法 44

2.2.2 线性代数方程组的两种解法 44

2.2.4 LU分解法 46

2.2.5 求解方程的问题 51

2.2.6 线性代数方程组的迭代法求解 53

2.3 稀疏矩阵技术 61

2.3.1 开发稀疏矩阵技术的必要性 61

2.3.2 开发稀疏矩阵技术的目的 61

2.3.3 稀疏矩阵的数据结构 62

2.3.4 稀疏矩阵的算法 65

2.4 线性电路的交流分析 68

2.5 解线性代数方程组的子程序 71

3.1.1 非线性电路 74

3.1.2 非线性电路直流方程组的建立 74

3.1 概述 74

第三章 非线性电路的直流分析 74

3.1.3 非线性代数方程组的解法 76

3.2 非线性代数方程组的解法 76

3.2.1 简单迭代法 76

3.2.2 Newton-Raphson迭代法 79

3.3 伴随网络分析法 82

3.3.1 非线性电阻的伴随模型 82

3.3.2 二极管的伴随模型 83

3.3.3 双极晶体管的伴随模型 84

3.3.4 MOSFIT的伴随模型 86

3.4.2 收敛判据 91

3.4.1 对N-R迭代法的评价 91

3.4 N-R 法的改进 91

3.4.3 广义阻尼N-R算法 93

3.4.4 处理I-V特性为指数型的非线性元件的算法 94

3.4.5 源步进法 95

3.5 小结 96

第四章 瞬态分析 98

4.1 简介 98

4.2 几种常用的数值积分方法 99

4.2.1 向前欧拉法 99

4.2.2 向后欧拉法 100

4.2.3 梯形法 101

4.2.4 线性多步法 102

4.3.1 误差 106

4.3 误差及数值稳定 106

4.3.2 数值积分法的稳定性问题 107

4.3.3 稳定区域 109

4.3.4 Stiff方程 111

4.3.5 多步法中积分步长的确定 112

4.4 储能元件的伴随模型 115

4.4.1 线性电容的伴随模型 115

4.4.2 线性电感的伴随模型 117

4.4.3 利用伴随模型建立电路方程 119

4.4.4 非线性电容的伴随模型 120

5.1.2 器件模型的分类 123

5.1.1 半导体器件的CAD模型的重要性 123

5.1 简介 123

第五章 电路模拟中的半导体器件模型 123

5.2 半导体二极管的模型 124

5.2.1 二极管的等效电路模型 124

5.2.2 直流分析中二极管的伴随模型 124

5.2.3 瞬态分析中的二极管伴随模型 125

5.2.4 应用举例 126

5.3 双极晶体管模型 127

5.3.1 直流分析中双极晶体管的等效模型 127

5.3.2 瞬态分析中的晶体管模型 130

5.4 MOSFIT的模型 132

5.4.1 MOSFIT的等效电路模型 132

5.4.3 瞬态分析中的MOSFIT伴随模型 133

5.4.2 直流分析中的MOSFIT伴随模型 133

5.4.4 MOSFIT的极间电容 135

5.4.5 MOSFIT的电荷守恒模型 138

5.5 运算放大器的宏模型 139

5.5.1 概述 139

5.5.2 运算放大器的宏模型之一 139

5.5.3 运算放大器的宏模型之二 142

附录 148

附录1 电路模拟软件SPICE简介 148

附录2 SPICE中的MOSFET模型 150

附录3 MOSFIT的电荷守恒电容模型 165

参考文献 174