Simulación Con Pspice

Introducción a la Simulación de Circuitos con SPICE
Dr. José Ernesto Rayas-Sánchez
Marzo 3, 2010

Introducción a la Simulación de
la Simulación
Circuitos con SPICE
Dr. José Ernesto Rayas-Sánchez

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¿Por qué Recurrir a los Simuladores?
Aumentar las capacidades de análisis y diseño
Mejorar la metodología de desarrollo de productos
Ahorrar costos en la fase de depuración
¿Por qué elsimulador SPICE?

Dr. J. E. Rayas-Sánchez

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1

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Marzo 3, 2010

Parámetros de Desempeño de un Circuito
Impedancia de entrada
Z in ( jω ) =

vin
iin

Impedancia de salida

Z o ( jω ) =

vo
− io (cuando v

in =0

ó iin =0)

Ganancias o funciones de transferencia
Av ( jω ) =

vo
vinAi ( jω ) =

io
iin

Gm ( jω ) =

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io
vin

Rm ( jω ) =

vo
iin
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Ejemplo de Simulación de Zin

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2

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Ejemplo de Simulación de Zin (cont)

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Ejemplo de Simulación de Av

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Ejemplo de Simulación de Av (cont)

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Parámetros de Desempeño de un Circuito (cont)
Respuesta a la frecuencia
fL ,

f H , BW = f H − f L , RBW = ( f H − f L ) / f H

Respuesta transitoria
Linealidad (distorsión)
Contenido espectral(análisis de Fourier)
Función de transferencia en C.D. señal pequeña,
sensibilidad, análisis de ruido, variaciones con la
temperatura, análisis de Monte Carlo, etc.
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4

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Ejemplo de Respuesta a la Frecuencia
f

900
800
700
600

|Av |

500
400
300
200100
0
10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

frequency (KHz)

vi

C1

R1
in

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s

R2
ni

C2

pi

out

vo
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Ejemplo de Respuesta Transitoria

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Ejemplo de Respuesta Transitoria (cont)Dr. J. E. Rayas-Sánchez

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Ejemplo de Análisis de Linealidad
VCC

Simulación en SPICE:
12

Corte

RC
vI

Voltaje de Salida (V)

10

vO

Región
Activa

8
6
4
2 Vcc = 12V
0
-1

Rc = 1Kohm
Q: 2N2222

Saturación

-0.5

0

0.5

1

1.5

Voltaje de Entrada (V)

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Ejemplo de Análisis de Linealidad (cont)
VDD

Simulación en SPICE:
10

vO
RL
−VSS

M:
M:
L = 10μ
W = 400μ
Vto = +2V

VDD = 10V
VSS = 10V
RL = 100Ω

Kp = 20μ
λ = 0.05

Región del Triodo
Voltaje de Salida (V)

vI

5

0

Región Activa
o de Saturación

-5

-10 Corte
-20

0

20

40

60

80

Voltaje deEntrada (V)

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Ejemplo de Análisis de Monte Carlo
Monte Carlo Analysis
12

10

voltage gain

8

6

4

2

0
1
10
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2

3

10

10

4

10

frequency (Hz)
14

7

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Anatomía de un Simulador de Circuitos
InicioEntrada
del
circuito
(Topología y
elementos)

Formulación de
Ecuaciones de
Equilibrio

Búsqueda y
Sustitución de
Modelos

Biblioteca de
Componentes

Solución
Numérica
de las
Ecuaciones

Depliegue de
Resultados

Fin

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Métodos de Formulación de Ecuaciones
Tableau
Nodal
Análisis Nodal Modificado (MNA)
MNA usando estampillas
Balance de...