Pspice: A Simulation Program for Electronic Circuits, Lecture notes of Electronics

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Ch.

Pspice

1-1 Pspice

1-2 Pspice 사용법

1-3 Pspice 실습

1-1 Pspice

Introduction

Spice(Simulation Program with Intergrated Circuit Emphasis)란;

및 제작 시에 반드시 필요적인 사항이 되었다. 이러한 과정을 시뮬레이션(Simulation)이

SPICE는 컴퓨터를 이용하여 전자, 전자회로의 해석 및 설계를 위해 1972 년 미국

Berkely 대학에서 개발한 프로그램이다. SPICE의 개발에 의해 트랜지스터의 동작점과

와 다이오드, 트랜지스터, FET등의 능동소자에 대한 모델을 자료화함으로써 거의 모든

Pspice란;

최근까지도 SPICE는 1972 년에 개발한 Berkely SPICE에 의한 PC기반의

Analog/Digital 혼합회로 시뮬레이션 프로그램이다. Pspice는 회로의 설계와 편집, 시뮬

레이션 그리고 그래픽 출력 등을 볼 수 있는 Capture, Stimulus editor, Pspice A/D,

Probe 으로 구성되어 있다.

전자회로실험

2. Create a New Project Using 탭에서는 Analog or Mixed A/D를 선택한다.
3. Location 란에는 Project를 저장할 곳을 지정한다.

(※한글로 지정할 경우 Simulation이 안될 수도 있으니 주의.)

• Create PSpice Project

Create a blank project를 선택한다.

2. Simulation 을 위한 디자인

Schematic 화면

(1) Schematics 화면 구성

• 메뉴 바 (Menu bar)

• 툴 바 (Tool bar)
• 명령단축키 (Shortcuts)
• 도면작성 영역 (Drawing Area)

1. Pspice 실습

Browser dialog

• Place part 메뉴 명령
• -

  Hot key 명령 - Tool bar Button 을 누른다.

1. Part Name란에 원하는 심벌 이름을 넣는다. (Browser가 원하는 심벌을 스크롤 한

2. OK를 누른다. symbol이 cursor에 부착된다.
3. 마우스 왼쪽을 click하면 page에 심벌 copy가 놓인다.

(click을 하면 계속 copy가 생긴다.)

4. 마우스 오른쪽을 click하면 배치모드가 종료된다.

※Recent Part Box에 심벌이름을 치면 Part Browser가 곧바로 심벌을 배치 할 수

※원하는 심벌이 없을 경우 Add library로 심벌을 추가해야 한다.

1. 심벌을 마우스 왼쪽을 click하면 빨간색으로 변한다.
2. Edit/Rotate 혹은 키를 사용한다.

• Draw/Wire 메뉴 명령
• toolbar button 을 이용하여 와이어를 그린다.
• Hot key 명령

Exercise)

1. Pspice 실습

(4) Components 연결하기

1. Place wire 선택 (, toolbar button ).
2. 와이어를 지우기를 원할 때 Delete key를 누른다.

1. 심벌 V1을 더블 클릭.

2. Property Editor의 reference 값에 다른 이름을 입력한다.
3. OK혹은 .

(6) Voltage source에 10V 할당

1. source (0V)의 값에 더블클릭
2. Display properties의 Value에 “10V"를 넣는다.

(※참고: UNIT 단위표)

Scale Symbol Name

 

T, t Tera-

 

G, g Giga-

 

MEG, Meg, meg Mega-

 

K, k Kilo-

C, c Clock Cycle (digital)

 

M, m Milli-

 × 

 

MIL, Mil, mil Mil

 

U, u Micro-

 

N, n Nano-

 

P, p Pico-

 

F, f Femto-

3. Pspice Simulation

(1) New Simulation Profile 생성

지금까지 Simulation을 위한 기본적인 회로 구성까지의 과정을 알아보았다. 다음으로

는 실제 Simulation 과정에 대해 살펴보도록 한다. Pspice에서 Simulation 을 실행하기

위해서는 Simulation Profile이 있어야 가능하다.

화면 좌측 상단에 New Simulation Profile 아이콘 클릭.

전자회로실험

Simulation Name 설정.

Profile Name은 보편적으로 Project Name과 같은 것으로 선택한다. Name 을 선택하

고 Create 버튼을 누르면 Simulation Setting 을 위한 창이 나타난다.

(2) Simulation Setting

Simulation setting

DC Sweep 을 위해서는 Analysis Type에서 DC Sweep 을 선택한다.

DC Sweep 창에서 Sweep variable 선택하고 Sweep type 을 선택하고 확인을 누른다.

본인이 확인하고 싶은 node에 Voltage Marker( )를 찍고 Simulation을 돌린다.

전자회로실험

실험 결과 보고서

1. 제목 : Pspice 사용법

[A] [A] [%]

[A] [A] [%]

[A] [A] [%]

[A] [A] [%]

[A] [A] [%]

[A] [A] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

[V] [V] [%]

1. Pspice 실습

실험 결과 보고서

1. Pspice 실습

• Parametric Sweep : 하나의 Parameter를 조건에 따라 Sweep 하며 Simulation 하

기 위한 기능이다. Voltage Source, Current Source, Global

Parameter 등이 있다. (이 기능을 사용하기 위해서는 부가적인

Technique 필요)

• Temperature Sweep : 온도에 따른 결과 값의 변화를 확인하기 위해 사용하는 기능
• Save Bias Point, Load Bias Point : Operation Point 를 알아보기 위해 사용되는

(2) DC Sweep

DC Sweep General Setting

• X 축을 DC 로 Sweep 하며 결과를 확인하기 위한 Analysis type이다.

• 전압원, 전류원, 저항 또는 다른 소자나 온도에 따라 회로의 DC 상태에서의 결과 값

• 결과 파형의 X 축은 전압, 전류, 저항, 온도 등의 변화값을 나타내게 된다.

• Primary Sweep : Default Sweep 으로써 단일 Sweep시 사용하며 기본적인 설정을

한다. 만약 두 개 소자의 Sweep 을 동시에 하고 싶다면 Primary

Sweep 과 Secondary Sweep 을 동시에 실시하면 된다. 기본적인

• Sweep variable : Sweep을 위한 Source를 선택한다. 선택될 Source는 동일한 이름

• Sweep type : 선형적 Sweep 인지 지수적 Sweep 인지에 대해 선택하고 시작 값과

전자회로실험

(3) AC Sweep/Noise

AC Sweep / Noise General Setting

• Frequency Domain 이라고도 하며 AC를 변화 시키면서 출력을 확인하는 Simulation
• X 축은 Frequency이며 Frequency Response를 확인하기 위해 많이 사용되어 진다.
• Noise 특성을 측정할 수 있는 Simulation

(※ 주의: Start Frequency는 절대 0 의 값을 갖지 않는다. Frequency는 시간과 역수의

관계에 있기 때문에 1/0는 무한대의 시간이 되므로 Simulation 되지 않는다. 또한

10E-3은 m 또는 M 로 단위를 표시하며 10E6은 meg 로 단위를 표시한다. )

(4) Bias Point

Bias Point General Setting

• 회로의 Operation Points 만을 알기 위한 Simulation
• 반도체의 세부적 bias point나 소신호 모델을 측정할 때 사용.

전자회로실험

3. Pspice 실습

(1) Time Domain(Transient) Simulation

☞ 구성할 회로의 Source

• 전원 : 1kHz 주파수의 Sine파

Amplitude Peak-to-Peak 2V

• 저항 : 3k ohm 입력저항, 5k ohm 부하 저항
• 커패시터 : 100nF

◎ Transient Analysis를 하여 3 주기 동안 시간에 따른 출력의 전압 값을 확인하라.

Time Domain(Transient) Simulation 회로도

• 위의 회로에 사용된 Source는 Vsin으로서 Sine파를 인가하기 위한 Source이다.
• VOFF는 Offset voltage로서 Default 값은 0 이다.
• VAMP는 Voltage Amplitude로서 Peak 값만을 나타낸다. 여기서 1 로 지정했을 경우

Peak-to-Peak는 2V가 된다.

• FREQ는 인가되어지는 Frequency를 의미한다.

Simulation Setting

1. Pspice 실습

☞ Simulation Setting

• 1kHz의 주파수를 갖는 사인파를 3 주기 동안 표시할 시간 : 3ms
• Maximum step 0.001ms seconds를 넣어준다.

Simulation Result

☞ Simulation Result

(2) DC Sweep

☞ 구성할 회로의 Source

• 전원 : Voltage Source 2~7V까지 0.1V 간격으로 변화
• 저항 : 3k ohm 직렬, 1.5k, 3k ohm의 병렬 저항

◎ DC Sweep의 Primary Sweep을 사용하여 병렬 저항 각각에 흐르는 전류를 측정하라

DC Sweep Simulation 회로도

• 위의 회로에 사용된 Source는 Vdc이다.
• 전류 측정 Marker는 저항 소자에 바로 찍어야 측정이 가능하다.

1. Pspice 실습

AC Sweep을 위한 회로도

• AC Sweep Simulation을 위한 Source는 VAC이다. 1Vac는 AC의 Amplitude

(Peak-Peak)를 의미하며 0Vdc는 Source의 DC Level을 의미한다.

Marker (dB Magnitude of Voltage) 입력 모습

• VDB는 출력값을 dB Scale로 확인하고자 할 때 사용하는 Marker이다.

전자회로실험

AC Sweep을 위한 Simulation Setting

• 1~10MHz 까지의 AC Sweep을 위해서 Start Frequency에 1 을, End에 10meg를 써

Simulation Result

• Low Frequency 일 때는 낮은 전달 특성을 High Frequency 일 때는 높은 전달 특성

을 보이는 High Pass Filter 형태임을 확인할 수 있다.