SPICE的器件模型
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在介绍SPICE基础知识时介绍了最复杂和重要的电路描述语句，其中就包括元器件描述语句。许多元器件（如二极管、晶体管等）的描述语句中都有模型关键字，而电阻、电容、电源等的描述语句中也有模型名可选项，这些都要求后面配以.MODEL起始的模型描述语句，对这些特殊器件的参数做详细描述。电阻、电容、电源等的模型描述语句语句比较简单，也比较容易理解，在SPICE基础中已介绍，就不再重复了；二极管、双极型晶体管的模型虽也做了些介绍，但不够详细，是本文介绍的重点，以便可以自己制作器件模型；场效应管、数字器件的模型过于复杂，太专业，一般用户自己难以制作模型，只做简单介绍。
元器件的模型非常重要，是影响分析精度的重要因素之一。但模型中涉及太多图表，特别是很多数学公式，都是在WORD下编辑后再转为JEPG图像文件的，很繁琐和耗时，所以只能介绍重点。
一、二极管模型：
1.1 理想二极管的I-V特性：
1.2 实际硅二极管的I-V特性曲线：折线
1.3 DC大信号模型：
1.4 电荷存储特性：
1.5 大信号模型的电荷存储参数Qd：
1.6 温度模型：
1.7 二极管模型参数表：
二、双极型晶体管BJT模型：
2.1 Ebers-Moll静态模型：电流注入模式和传输模式两种
2.1.1 电流注入模式：
2.1.2 传输模式：
2.1.3 在不同的工作区域，极电流Ic Ie的工作范围不同，电流方程也各不相同：
2.1.4 Early效应：基区宽度调制效应
2.1.5 带Rc、Re、Rb的传输静态模型：
正向参数和反向参数是相对的，基极接法不变，而发射极和集电极互换所对应的两种状态，分别称为正向状态和反向状态，与此对应的参数就分别定义为正向参数和反向参数。
2.2 Ebers-Moll大信号模型：
2.3 Gummel-Pool静态模型：
2.4 Gummel-Pool大信号模型：拓扑结构与Ebers-Moll大信号模型相同，非线性存储元件电压控制电容的方程也相同
2.5 BJT晶体管模型总参数表：
三、 金属氧化物半导体晶体管MOSFET模型：
3.1 一级静态模型：Shichman-Hodges模型
3.2 二级静态模型（大信号模型）：Meyer模型
3.2.1 电荷存储效应：
3.2.2 PN结电容：
3.3 三级静态模型：
3.2 MOSFET模型参数表：
一级模型理论上复杂，有效参数少，用于精度不高场合，迅速粗略估计电路
二级模型可使用复杂程度不同的模型，计算较多，常常不能收敛
三级模型精度与二级模型相同，计算时间和重复次数少，某些参数计算比较复杂
四级模型BSIM，适用于短沟道（<3um）的分析，Berkley在1987年提出
四、结型场效应晶体管JFET模型：基于Shichman-Hodges模型
4.1 N沟道JFET静态模型：
4.2 JFET大信号模型：
4.3 JFET模型参数表：
五、 GaAs MESFET模型：分两级模型（肖特基结作栅极）
GaAs MESFET模型参数表：
六、 数字器件模型：
6.1 标准门的模型语句： .MODEL <(model)name> UGATE [模型参数]
标准门的延迟参数：
6.2 三态门的模型语句： .MODEL <(model)name> UTGATE [模型参数]
三态门的延迟参数：
6.3 边沿触发器的模型语句： .MODEL <(model)name> UEFF [模型参数]
边沿触发器参数：
JKFF nff preb,clrb,clkb,j*,k*,g*,gb* JK触发器，后沿触发
DFF nff preb,clrb,clk,d*,g*,gb* D触发器，前沿触发
边沿触发器时间参数：
6.4 钟控触发器的模型语句： .MODEL <(model)name> UGFF [模型参数]
钟控触发器参数：
SRFF nff preb,clrb,gate,s*,r*,q*,qb* SR触发器，时钟高电平触发
DLTCH nff preb,clrb,gate,d*,g*,gb* D触发器，时钟高电平触发
钟控触发器时间参数：
6.5 可编程逻辑阵列器件的语句：
U
+<(timing model)name> <(io_model)name> [FILE=<(file name) text value>]
+[DATA=
+[IOLEVEL=<(interface model level)value>]
其中：
<(file name) text value> JEDEC格式文件的名称，含有阵列特定的编程数据
JEDEC文件指定时，DATA语句数据可忽略
PLD时间模型参数：
七、 数字I/O接口子电路：数字电路与模拟电路连接的界面节点，SPICE自动插入此子电路
子电路名（AtoDn和DtoAn）在I/O模型中定义，实现逻辑状态与电压、阻抗之间的转换。
7.1 N模型：数字输入N模型将逻辑状态（1 0 X Z）转换成相对应的电压、阻抗。
数字模拟器的N模型语句：
N
+DGTLNET=<(digital net)name> <(digital IO model)name> [IS=(initial state)]
数字文件的N模型语句：
N
+[SIGNAME=<(digital signal)name> [IS=(initial state)]
模型语句： .MODEL <(model)name> DINPUT [(模型参数)]
模型参数表：
7.2 O模型：将模拟电压转换为逻辑状态（1 0 X Z），形成逻辑器件的输入级。
节点状态由接口节点和参考节点之间的电压值决定，将该电压值与当前电压序列进行比较，如果落在当前电压序列中，则新状态与原状态相同；如果不在当前电压序列中，则从S0NAME开始检查，第一个含有该电压值的电压序列可确定为新状态。如果没有电压序列包含这个电压值，则新状态为？（状态未知）。
数字模拟器的O模型语句：
O
+DGTLNET=<(digital net)name> <(digital IO model)name>
数字文件的O模型语句：
O
+[SIGNAME=<(digital signal)name>
模型语句： .MODEL <(model)name> DOUTPUT [(模型参数)]
模型参数表：
八、 数学宏模型：作为电路功能块或实验仪器插入电路系统中，代替或模拟电路系统的部分功能，有24种
8.1 电压加法器：
8.2 电压乘法器：
8.3 电压除法器：
8.4 电压平方：基本运算方程：
8.5 理想变压器：
8.6 电压求平方根：方程 
8.7 三角波/正弦波转换器：三角波峰-峰值为2V，其中C=PI/2
8.8 电压相移：
8.9 电压积分器：
8.10 电压微分器：
8.11 电压绝对值：（略）
8.12 电压峰值探测器：（略）
8.13 频率乘法器：
8.14 频率除法器：
8.15 频率加法器/减法器：
8.16 相位探测器：
8.17 传输线：模拟信号延迟（略）
8.18 施密特触发器：
为避免不收敛，不使用DC扫描，将模型中加入PWL源，产生缓变上升/下降斜波，与瞬态分析效果相同
8.19 电压取样-保持电路：（略）
8.20 脉冲宽度调制器：（略）
8.21 电压幅度调制器：（略）
8.22 电压对数放大器：（略）
8.23 N次根提取电路： 
8.24 拉氏变换：（略）
九、系统方程宏模型：可作为功能块代替某些未知的电路或不需要分析的电路，插入电路中，使电路系统的分析变得简单明了。
9.1 积分器子电路：作为求解微分方程组的基本运算部件，可在10MHz下工作
子电路描述文件：
* Integrator Subcircuit
. Subckt int 1 2
Gi 0 2 1 0 1u
Ci 2 0 1uf
Ro 2 0 1000MEG
.ENDS INT
9.2 电感型微分电路：受控源G的控制电压为Vin，输出电流i
9.3 电容型微分电路：
9.4 网络函数的SPICE模型：高阶网络函数可分解为几个较简单的一阶、二阶函数，用级联和耦合结构来实现
十、非线性器件的模型：
10.1 电容型传感器：检测元件是非线性电容
10.2 光敏电阻：时变电阻
10.3 变容二极管：压控电容
10.4 负值电感：（略）
10.5 负值电容：（略）
10.6 运算放大器：（略）
10.6.1 简单理想运算放大器：电压控制电压源
10.6.2 简单非理想运放宏模型
10.6.3 精确运算放大器宏模型