Fachhochschule Furtwangen, Prof. Dr.-Ing. M. J. Hamouda 000000 ...

Sie müssen nämlich eine hohe Benutzerfreundlichkeit mit kurzen Rechenzeiten
verbinden. Dies geht nur dann, wenn die komplexen und rechenintensiven
Prozesse in Halbleiterbauelementen entweder nicht ausreichend
genau oder gar nicht berücksichtigt werden. In einigen Fällen werden besondere
Annahmen gemacht, um zum Beispiel die Rechengeschwindigkeit
oder die Stabilität des numerischen Verfahrens günstig zu beeinflussen.
In SPICE werden beispielsweise thermische Rückkopplungsprozesse und
das Durchbruchverhalten von Transistoren ignoriert. Ferner sind komplexere
Bauelemente wie z. B. der Thyristor nicht zufriedenstellend implementiert.
Dadurch wird eine gründliche Analyse des Latch-Up-Verhalten von
CMOS-Schaltungen mit SPICE besonders erschwert.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der Schaltungssimulatoren liegt darin,
dass die erzielten Ergebnisse keine Rückschlüsse auf die grundlegenden
physikalischen Prozesse im Halbleiterbauelement insbesondere bei Grenzbelastungen
zulassen.
Trotzdem stellen die Schaltungssimulatoren und speziell das Programm
SPICE ein sehr wichtiges Werkzeung beim Entwurf von integrierten Schaltungen
dar. Massgebend dafür sind nicht nur die Benutzerfreundlichkeit
und die geringe Rechenzeit, sondern auch die Tatsache, dass die Halbleiterbauelemente
nicht immer bei Grenzbelastungen eingesetzt werden. Ferner
steht im allgemeinen das Verhalten der gesamten Schaltung und nicht
einzelner Bauelemente im Vordergrund. Schliesslich ist die exakte Berücksichtigung
aller relevanten Prozesse in einer integrierten Schaltung mit den
zur Zeit bekannten Simulationsverfahren und der heutigen Rechnergeneration
nicht durchführbar.
Durch Kopplung von SPICE mit Bauelemente- oder Devicesimulatoren wie
z. B. MEDICI können einfache Schaltungen mit Halbleiterbauelementen
gründlicher analysiert werden. Dies ist allerdings mit einer gewaltigen Zunahme
der Rechenzeit und des Speicherbedarfs sowie mit einer drastischen
Abnahme der Benutzerfreundlichkeit verbunden.
Im Vergleich mit SPICE bietet der neu entwickelte Netzwerksimulator SA-
BER insbesondere die Möglichkeit, Schaltungskomponenten mit Hilfe mathematischer
Funktionsgleichungen einfach zu beschreiben.
26) Die SPICE-Schaltungselemente können in vier Gruppen unterteilt werden.
Passive Komponenten: ohmsche Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten,
Gegeninduktivitäten, Leitungen.
Ideale Quellen: unabhänbgige Strom- und Spannungsquellen, strom- und
spannungsabhängige Stromquellen sowie strom- und spannungsabhängige
Spannungsquellen.
FHF-Hamouda, Analogelektronik, Seite V-16