基於 Python 的類比電路模擬器

邁克爾·薩林（Mikael Sahrling）是泰克公司的ASIC設計總工程師，在開發集成電路方面，以及模擬和混合信號電路設計方面有20多年的經驗。

譯者序
前言
符號表
第1章 緒論
1.1 背景
1.2 模擬器的發展
1.3 關於本書
第2章 數值方法概述
2.1 微分方程：差分方程
2.1.1 初值問題
2.1.2 歐拉方法
2.1.3 梯形方法
2.1.4 二階Gear方法
2.1.5 總結
2.1.6 求解方法：精度和穩定性
2.2 非線性方程
2.3 矩陣方程
2.3.1 基於N個未知量的基本矩陣方程
2.3.2 矩陣求解器
2.4 模擬器選項
2.5 本章小結
2.6 代碼
2.7 練習
參考文獻
第3章 建模技術
3.1 CMOS晶體管模型
3.1.1 CMOS晶體管基礎
3.1.2 CMOS晶體管的物理特性
3.1.3 MOSFET電容建模詳細信息
3.1.4 BSIM
3.2 雙極晶體管模型
3.2.1 一般行為
3.2.2 Ebers-Moll模型
3.2.3 Gummel-Poon模型
3.2.4 高電流模型
3.2.5 VBIC模型
3.3 考慮的模型選項
3.4 使用的晶體管模型
3.4.1 CMOS晶體管模型示例一
3.4.2 CMOS晶體管模型示例二
3.4.3 雙極晶體管模型示例三
3.5 本章小結
3.6 練習
參考文獻
第4章 電路模擬器：線性情況
4.1 引言
4.2 發展歷史
4.3 矩陣方程
4.3.1 無源器件
4.3.2 交流分析
4.3.3 有源器件
4.3.4 總結
4.4 矩陣的構建：交流分析
4.4.1 噪聲分析
4.4.2 穩定性分析
4.4.3 S參數分析
4.4.4 傳遞函數分析
4.4.5 靈敏度分析
4.4.6 需要註意的特殊情況
4.5 線性電路的直流分析
4.6 線性電路的瞬態分析
4.6.1 前向歐拉法
4.6.2 後向歐拉法
4.6.3 梯形方法
4.6.4 二階Gear法
4.6.5 剛性電路
4.6.6 局部截斷誤差
4.6.7 需要註意的特殊情況
4.7 需要考慮的模擬器選項
4.8 本章小結
4.9 代碼
4.9.1 代碼4.2
4.9.2 代碼4.3
4.9.3 代碼4.4
4.9.4 代碼4.5
4.9.5 代碼4.6
4.9.6 代碼4.7
4.9.7 代碼4.8
4.9.8 代碼4.9
4.9.9 代碼4.10
4.10 練習
參考文獻
第5章 電路模擬器：非線性情況
5.1 引言
5.2 直流非線性模擬
5.2.1 求解方法
5.2.2 收斂判別準則
5.2.3 需要註意的特殊情況
5.3 線性化技術
5.4 非線性瞬態模擬
5.4.1 固定時間步長
5.4.2 可調時間步長
5.4.3 收斂問題
5.4.4 非線性電容
5.4.5 斷點
5.4.6 瞬態精度
5.5 周期穩態求解器
5.5.1 打靶法
5.5.2 諧波平衡法
5.5.3 包絡分析
5.5.4 微擾技術
5.5.5 周期S參數、傳遞函數和穩定性分析
5.5.6 準周期穩態分析
5.5.7 特殊電路示例
5.5.8 需要註意的特殊情況
5.5.9 如何確定精度
5.5.10 模擬器選項
5.6 本章小結
5.7 代碼
5.7.1 代碼5.1
5.7.2 代碼5.2
5.7.3 代碼5.3
5.7.4 代碼5.4
5.7.5 代碼5.5
5.7.6 代碼5.6
5.7.7 代碼5.7
5.7.8 代碼5.8
5.7.9 代碼5.9
5.8 練習
參考文獻
第6章 實際場景中的模擬器
6.1 使用新工藝技術時的模型驗證策略
6.1.1 直流響應曲線
6.1.2 閾值電壓提取
6.1.3 過渡頻率表徵
6.1.4 柵-源和柵-漏電容特性
6.1.5 總結
6.1.6 錯誤模型行為示例
6.1.7 角模擬策略
6.1.8 蒙特卡羅模擬
6.2 小模塊電路模擬
6.2.1 模擬電路模擬策略
6.2.2 小型數字電路模擬策略
6.3 大模塊電路模擬
6.4 本章小結
6.5 練習
參考文獻
第7章 模擬器背後的數學
7.1 網絡理論
7.1.1 稀疏表分析
7.1.2 節點分析
7.1.3 修正節點分析
7.2 微分方程的數值求解技術
7.3 牛頓-拉夫森定理
7.3.1 任意維度上的基本推導
7.3.2 常見難點及其解決辦法
7.4 打靶法理論
7.5 諧波平衡法理論
7.6 矩陣求解器：簡介
7.6.1 高斯-若當消元法
7.6.2 LU分解
7.6.3 疊代矩陣求解器
參考文獻
附錄A 示例的完整Python代碼