LTspiceを使った回路設計手法

LTspiceは、リニアテクノロジー社の提供している無償のspiceシミュレーターです。 無料ながら制限がなく、大規模な回路も解析可能です。 私はずっとMacを使っていたのですが、LTspiceを走らせるために2012年初めてWindowsの走るPCを購入しました。 ここでは、LTspiceを活用して半導体アンプの設計を行う方法について記載します。 １、回路図作成から解析、定数の微調整 　・回路図を書く　：ダイオードの種類選択 　・ＡＣ解析　：注意点（微小振幅しか見ていない！） 　・トランジェント解析　：入力信号を時間で制御する方法 　・回路定数を自動変化　：.step paramの使い方 　・ .step paramや .tran、.acを切り替える際のTips ２、歪率の評価方法について 　・既存ツール１：ＦＦＴを使う　→歪のスペクトルを広範囲に直視 　・既存ツール２：".Four"コマンドを使う　→THDの値がわかる 　・歪解析の注意点：".option plotwinsize=0"コマンドと、"Maximum Timestep"の指定 　・歪波形を観測する：歪率計の回路を作る 　・アンプ低域時定数の問題：DC変動の暴れの影響 　　　→信号源にCosを使ってＤＣ変動を軽減 　・低域カットのノッチフィルタ回路でCos不要化 ３、ライブラリの構造と変更法（回路ブロックを部品として登録する） 　・LTCフォルダの制限を解除 　・互換性に関する注意点 　・ライブラリの構造を知る 　・LTspiceで使われているファイルのタイプのまとめ 　・実際に動かす回路の説明、内部動作を検証 　　→.ascファイルそのもの、実行時に作成される .netファイル、中身の違いと解説 　・回路図を直接参照する.SUBCKTのシンボルの作り方 　・シンボルを作らないで直接.subを回路図に書く方法 　・回路図を参照しない（.SUBで定義）のシンボルの作り方 　・既存のシンボルに.SUBや.libで定義した回路を割り付ける方法 　・ダイオードやトランジスタの品種追加 　【参考資料】：回路図シンボルの"Attribute"属性についてのまとめ ４、バイポーラトランジスタの定数設定詳細 ５、ＭＯＳーＦＥＴの定数設定詳細 ６、Ｊ－ＦＥＴ、ダイオードの定数設定詳細 ７、ＮＦＢのループゲインと安定性の評価 　・基礎知識：　発振はどのような条件で起こるか 　・発振するかしないかの分かれ目 　・NFB時のループゲインの測定法 ８、外乱要因によるNFB安定性の評価 　・負荷条件の変化（負荷OPENや容量負荷の値など） 　・信号源インピーダンスの変化（入力解放、短絡時など） 　・静電気、切替ノイズなどの突発的なパルス入力の印加 　・電源ON/OFF時の電圧上昇・下降過程の電圧、電流変化 　・使用部品のばらつき＋温度変化 　・動作振幅による動作点（電圧、電流）の変化 　・クリップ時の急激なゲイン減少、飽和からの回復遅れ ９、LTspiceではシミュレーションできない特性とその対策方法 　・部品モデルの不備 　・出力インピーダンスの電圧依存性 　・ｈreを無視 　・高周波での位相回転量 　・ＦＥＴの急激なカットオフ（小電流でのｇｍ低下） 　・準飽和によるftの減少 　・小電流でのft減少カーブ 　・ダイナミックな温度変化の影響 　・配線の浮遊容量、インダクタンスなど 　　　　　アンプ設計のTOPに戻る