[發明專利]一種用于MOS管電路直流分析的同倫方法

在審

• 申請號: 201510089163.6
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104778304A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 牛丹;賀國睿;葉慶仕;王曉俊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本發明涉及一種用于MOS管電路直流分析的方法，尤其是牛頓固定點同倫方法。

背景技術

云計算和物聯網是當前IT業界的兩大焦點，國內云計算、物聯網產業正井噴式發展。注意到這兩大產業的發展都離不開芯片(集成電路)技術的發展。現在集成電路的集成度越來越高，電子系統的復雜程度也日益增大，但電子產品在市場上所面臨的競爭卻日趨激烈，產品在社會上的收益壽命越來越短，甚至只有一二年時間。處于如此高速發展和激烈競爭的電子世界，電路設計工作者必須擁有強有力的電路仿真軟件才能面對各種挑戰，高效的創造出新的電子產品。因此在集成電路的發展中，電路仿真技術至關重要，它是電子產品設計、測試、診斷、維護全壽命周期可靠性保障的重要手段,不僅能夠大大提高產品的可靠性,還可以縮短電子產品研發周期，降低產品研發成本。目前電路仿真技術已成為電子學領域的重要研究方向，并已形成了一個獨立的產業。目前國內的高校教學和商業電路仿真軟件市場也基本上被這幾大外資商業仿真軟件壟斷，缺少具有自主知識產權的電路仿真軟件。

在電路仿真中，直流分析不僅是電路運行的基本評定，電路仿真的第一步，而且還是其他各類分析方法如交流分析、暫態分析、噪聲分析等的必要基礎，因此可以在一定程度上說直流仿真是模擬電路仿真的基石，研究直流分析方法是非常重要的有價值的。目前同倫方法和假定暫態分析方法是最熱門的兩個方法，這其中同倫方法因具有全局收斂性更受矚目。注意到先前的同倫方法主要?應用于BJT三極管電路，隨著MOS管在當前電路設計中廣泛的應用，擴展同倫方法到MOS管電路變得很重要和迫切。現有的可應用于MOS管電路的同倫方法還沒有證明同倫方法在MOS管電路的收斂性理論，而且在對收斂困難電路和大規模電路直流分析時的收斂性和收斂效率還不能令人滿意，還有待很大的提高。

在此基礎上從理論上去分析SPICE核現有直流分析方法的優缺點，引入自主創新的優化思想，提出和實現一些可以提高直流分析收斂性和收斂效率，具有解決收斂困難電路和大規模電路的直流分析方法，進而在此基礎上實現具有自主知識產權的模擬電路仿真軟件是一個可以兼顧理論研究創新和市場應用前景(經濟價值)的重要研究課題。

發明內容

本發明的目的是提出一種新的用于MOS管電路直流分析的同倫方法，解決現有應用于MOS管同倫方法收斂性理論待證明，在面對收斂困難電路和大規模電路直流分析時的收斂性和收斂效率還不能令人滿意，有待很大提高的問題。

為實現以上目的，本發明提供一種用于MOS管電路直流分析的牛頓固定點同倫方法，其特征在于：包括牛頓固定點同倫方法的構建，牛頓固定點同倫方法的實現。

提出的牛頓固定點同倫方法的增補函數如下：

f⁰(x)＝f(x)-f(x⁰)+A(x-x⁰)，??????????(1)?

式中x是未知量矩陣包括節點電壓和獨立電壓源電流，x⁰為初始解，A為n×n矩陣定義如下：

A=DgGFPDgT00-Rdd1M.---(2)]]>

式中D_g為簡化關聯矩陣，G_FP為正的半正定對角矩陣，R_dd為標量正值。組建的牛頓固定點同倫方程如下：