蒙特卡洛分析方法示例

蒙特卡洛方法是使用随机数进行仿真和数值计算的手法总称。实际上构成威廉希尔官方网站 的电阻、电容、电感、二极管、晶体管、IC等几乎所有的部件都具有特性波动。例如，电阻器是有容差的，±5%精度的100Ω电阻器的电阻值处于95Ω～105Ω之间。这种波动(误差)存在于各种部件中，这就导致由各种部件组成的威廉希尔官方网站 因各种波动(误差)累加而导致威廉希尔官方网站 特性存在波动。

采用蒙特卡洛仿真，通过执行多次仿真，并将各种威廉希尔官方网站 元素的波动反映在仿真中，可以对整体特性的波动进行评估。这在威廉希尔官方网站 整体的特性受多个威廉希尔官方网站 元素影响时是非常有效的分析方法。其实方法有很多，一般采用的方法是围绕对整体特性有较大影响的威廉希尔官方网站 元素来模拟波动。

蒙特卡洛分析方法示例

波动的设置方法因模拟器的类型而异。蒙特卡洛仿真的设置方法也分两种，即可以在电阻等符号中直接描述波动时不能直接描述时两种情况。分别举例如下。

可直接在符号中描述波动的情况

在该示例中，向100Ω的电阻施加电压，并对电阻值(电压/电流)进行仿真。电阻值描述为{100*(1+tol)}。这是在设置电阻值时直接写入阻值栏的。使用随机数使其中的tol产生波动，并进行300次仿真。

在示例中，使用了2种随机数，它们的分布如下。在①中，定义为tol＝flat(0.05)，这表示波动范围±5%的均匀随机数。在②中，定义为tol＝gauss(0.05)，这表示标准差σ=5%的高斯随机数。仿真结果为：使用均匀随机数的均匀分布，使用高斯随机数的则呈正态分布。

无法直接在符号中描述波动时
有些SPICE模型，可能无法像上述电阻一样能够直接在符号中描述波动。下面是NPN双极晶体管的hFE-IC特性仿真示例，双极晶体管的符号无法直接描述波动，因此采用在SPICE模型中添加波动描述的方法。

由于没有必要具体介绍如何描述，所以在此省略具体的描述内容，对于该模拟器，在威廉希尔官方网站 图内插入了一个模型（Model），即在双极晶体管的参数中增加hFE=400±50这个波动描述的模型。图中绿线框起来的部分即是该模型（Model），除了产生波动的参数以外还描述了所有参数。2SC4081的原模型lib中输入的是不含波动的模型，但会优先使用威廉希尔官方网站 图中插入的模型，所以会反映出所描述的波动。

至此，我们了解了两种蒙特卡洛仿真的设置方法，一种是可直接在电阻等符号中描述波动，另一种是无法直接在符号中描述波动，此时还有在SPICE模型中直接描述波动的方法。

关键要点:

・基于SPICE的模拟器具备DC分析、AC分析、瞬态分析、蒙特卡洛方法、S参数、傅里叶分析、噪声分析等功能。

・蒙特卡洛方法是使用随机数进行仿真和数值计算的手法总称，用来考量部件的波动/误差。

・蒙特卡洛仿真的设置因模拟器而异。