SPICE

SPICEes unacrónimoinglésdeSimulation Program with Integrated Circuits Emphasis(Programa de simulación con énfasis en circuitos integrados). Fue desarrollado por laUniversidad de California, Berkeleyen 1973 por Donald O. Pederson y Laurence W. Nagel.
Es unestándarinternacional cuyo objetivo es simular circuitos electrónicosanalógicoscompuestos porresistencias,condensadores,diodos,transistores, etc. Para ello hay que describir los componentes, describir el circuito y luego elegir el tipo de simulación (temporal, en frecuencia, en continua, paramétrico,Montecarlo, etc.).
SPICE fue desarrollado en el laboratorio de investigación electrónica (Electronics Research Laboratory) de laUniversidad de California,Berkeley, por Larry Nagel bajo la dirección de su asesor de investigación Donald Pederson. La primera versión de SPICE, se desarrolló sobre las premisas establecidas por las herramientas BIAS,​ CANCER (Computer Analysis of Nonlinear Circuits), TIME y SLIC (Simulator for Linear Integrated Circuits) creadas por el mismo laboratorio durante principios de los años 70.
Hasta ese momento varios simuladores de circuitos eléctricos habían sido desarrollados por el departamento de defensa de losEstados Unidos, entidad que requería evaluar la radiación de un circuito. Cuando el director original del proyecto, el profesor Rohrer, abandonó Berkeley, el profesor Pederson tomó el puesto de director. Este nuevo director consiguió que el programa fuera reescrito desde su antecesor CANCER, el cual era un programa conlicencia privativa, para poder poner esta nueva versión del programa bajo dominio público.
SPICE1 tuvo su primera presentación en una conferencia de 1973. Fue programado enFORTRANy usaba la técnica deanálisis de nodospara construir el sistema de ecuaciones del circuito. Esta técnica de análisis tenía inconvenientes al representar inductancias, fuentes de tensión sin referencia y fuentes controladas. Esta versión del programa contaba con pocos elementos; usaba un paso fijo para los análisis transitorios.
En el año 1975 apareció la versión SPICE2, con la cual se popularizó su uso. Esta versión del programa también estaba compilada en FORTRAN, tenía más elementos, análisis transitorio con paso variable, usaba las técnicas de integración trapezoidal o integración de Gear, conseguía las ecuaciones de los circuitos por una técnica modificada del tradicional análisis de nodos, la que permitía resolver los inconvenientes de su versión anterior y usaba una innovación del programa FORTRAN que permitía controlar la memoria. Este último adelanto fue desarrollado por el estudiante de posgrado Ellis Coheb.
La última versión de SPICE enFORTRANfue la versión 2G.6 en 1983. La siguiente versión, SPICE3, fue desarrollada en lenguajeCpor Thomas Quarless y como director A. Richard en el año de 1989. La versión SPICE3 usaba la misma sintaxis que sus antecesoras y tenía una interfaz gráfica X Window.
Como un programa decódigo abierto, SPICE fue ampliamente usado. El código de SPICE fue distribuido desde sus comienzos bajo un costo por laUniversidad de Berkeley, el cual retribuía el costo de las cintas magnéticas. El programa tenía la restricción de no poderse distribuir en países que no eran considerados amigos por losEstados Unidos. Actualmente el programa está cubierto por la licenciaBSD.
SPICE promovió y sirvió de base para otros programas de simulación en las universidades y la industria. La primera versión comercial del SPICE fue ISPICE. La versión comercial más destacada de SPICE incluía HSPICE y PSPICE. Las versiones académicas de SPICE incluían XSPICE, desarrollada en elInstituto Tecnológico de Georgia, versión en la que se agregaron códigos de análisis analógicos y digitales y Cider, que permitía simular dispositivos semiconductores.
SPICE realiza los siguiente tipos de análisis:
Dependiendo del software utilizado y versión del mismo, se encuentran implementados análisis avanzados, que pueden ir desde un sencillo cálculo de respuesta en frecuencia, hasta la simulación de diseños de radio frecuencia y análisis térmico, entre ellos:
El modelo de resistencias en SPICE corresponde al modelo clásico de la teoría de circuitos, más el modelo de variación del valor de este dispositivo por efecto de la temperatura.
Si por una bobina fluye una corriente que varía en el tiempo, se produce un flujo magnético y por ende un voltaje en esta. Si acercamos otra bobina observamos que las líneas de flujo inciden de manera que recíprocamente en esta se induce un voltaje y si existe trayectoria posible, también existirá una corriente. El voltaje que se induce en la segunda bobina es proporcional al cambio de la corriente de la primera bobina.
Es un dispositivo con la capacidad de acumular cargas eléctricas dentro de si, muy utilizado en circuitos.
La forma de modelar una señal cuadrada esVnodo Nodo 0 PULSE (V1 V2 TD TR TF PW PER)con:
Una de las formas de modelar untransistorMOS esMNúmero nD nG nS nB tipo W= L= PD= AD= PS= AS=con:
Uniendo varios de estos dispositivos por medio de los nodos se describe el circuito completo que luego será empleado para la simulación.