【教學】LTspice操作方法：匯入第三方模型| 安馳科技股份有限公司 Macnica Anstek Inc.

摘要

本文將逐步說明如何將第三方 SPICE 模型匯入至 LTspice 中。內容涵蓋兩種類型模型的匯入流程：使用 .MODEL 指令定義的模型，以及使用 .SUBCKT 指令建立的模型。文中所提供的步驟可確保在共用原理圖時具備良好的可移植性。

引言

LTspice® 讓快速建立和模擬原理圖變得輕而易舉。在初期設計階段，使用理想電路元件往往是最佳起點。然而，電路設計工程師通常需要使用更貼近實際的元件模型，來優化原始的簡化原理圖。

LTspice附帶了大量第三方製造商的模型。要使用這些模型，只需在相應元件右鍵按下相應的元件，再按下屬性視窗中的 Pick... （選擇...）或 Select （選擇）按鈕，然後選擇其中一個可用的模型。如圖1所示。

圖 1.使用 LTspice 元件庫中的 NMOS 模型。。

對於LTspice元件庫中未包含的元件，可以將外部來源的模型匯入LTspice。具體步驟將因元件類型和模型語法而異。

SPICE模型主要分為兩種類型：一種是使用. MODEL指令定義的電路行為模型，另一種則是使用.SUBCKT指令建立的電路行為。本文將說明如何匯入這兩種模型。

注：如果匯入的模型檔案已加密，可能難以判斷該模型是使用. MODEL還是 . SUBCKT 指令實現的。

以下每個範例都包含在LTspice-importing-third-party-models.zip檔中，可從此處下載。

匯入. MODEL指令

對於使用. MODEL 指令建立模型的元件，將這類模型匯入LTspice的流程相當簡單。 .MODEL 指令是一行代碼，包含模型名稱、元件類型和各項參數值。有些模型可能相當簡單和理想化，例如：

製造商提供的模型則更為複雜。例如：

此範例只有一行代碼。 +字元向LTspice表明此行是上一行的延續。

如需瞭解更多資訊和相關模型參數，請參閱LTspice手冊中 . MODEL 指令的幫助主題。在LTspice功能表中，選擇 Help > LTspice Help （説明> LTspice説明）即可存取LTspice手冊。

在原理圖中直接嵌入. MODEL指令

選擇是將 . MODEL語句直接嵌入到原理圖中。要向原理圖添加SPICE指令，請從功能表中選擇 Edit > SPICE Directive （編輯 > SPICE指令），或直接輸入. （句點）調出Edit Text on the Schematic （在原理圖編輯文字）對話框。將 . MODEL語句複製並貼上到輸入框中，按兩下OK（確定），然後將文字放置到原理圖中。參見圖2。

圖2. 直接向原理圖添加. MODEL指令。

下一步是在原理圖中新增元件符號，並確認該符號已連結到新放置的 .MODEL 指令。

在本範例中，1N5244B1 為齊納二極體；請從功能表選擇 「Edit > Component（編輯 > 元件）」，再從清單中選取 「zener（齊納）」，以放置齊納二極體。在原理圖中雙擊滑鼠左鍵即可放置元件符號。

請選擇一個通用符號，不要選用 ADI 特定元件。例如，若要匯入運算放大器模型，請使用 「opamp2」 元件符號，而非 AD822。

若要建立元件符號與 .MODEL 指令之間的連結，請在元件的「Value（值）」欄位上按滑鼠右鍵後再雙擊。

剛放置的元件，其預設值通常是佔位符 “D”。在 「Enter New Value（輸入新值）」 對話框中輸入模型名稱。在此範例中，模型名稱為 1N5244B1。

如圖3所示。

將元件符號值設定為指向。型號名稱。.MODEL名称。

請參考zip檔中名為intrinsic_model_embedded.asc 的原理圖，進一步探索此範例。

從文字檔案匯入. MODEL指令

使用. MODEL 指令的另一個方法是創建一個包含模型信息的獨立文本檔。將模型資訊保存在檔中，可以最大限度地減少原理圖上的混亂程度; 尤其當模型冗長複雜時，這樣做非常有説明。

實現此目的的最簡單方法是，確保模型文本檔與原理圖位於同一目錄中，然後使用. LIB 指令匯入檔案內容。要添加. LIB 指令，請從功能表中選擇Edit > SPICE Directive （編輯 > SPICE指令），或鍵入. （句點） 調出 Edit Text on the Schematic （在原理圖編輯文字）對話方塊。如果模型檔與原理圖檔位於相同目錄中，則可輸入. LIB <檔名>來匯入該檔內容。對於此範例，檔名是1N5244B.txt。

接著，請使用前一節所述的方法，建立在元件與模型名稱之間的連結。在此範例中，模型名稱是1N5244B1，如圖4所示。

圖 4.透過 .LIB 指令，從外部檔案匯入模型。。

請注意，檔名與檔中包含的模型名稱可能不一樣，如本例所示。此外，單一檔案可包含多個模型指令，因此請務必在元件值中引用模型名稱（而非檔名）。

請參考名為 intrinsic_model_lib_file.asc 的文件，進一步探索此範例。

匯入. SUBCKT模型

匯入. SUBCKT （子電路）模型的方法與匯入. MODEL 指令所需的方法非常類似。
在LTSpice中選擇Edit > SPICE Directive（編輯 >SPICE指令），將模型內容（文字）直接貼到原理圖中，或者使用 . LIB 語句，將子電路定義檔（.sub、.lib、.cir）的內容匯入原理圖中。

放置元件符號並連接到匯入的. SUBCKT 模型的步驟與匯入. MODEL指令所需的步驟稍有不同，詳細步驟將在後續章節中說明。

使用. SUBCKT模型：重複使用現有符號

如果 . SUBCKT 模型與LTspice元件庫中某個標準符號相符，只需幾個簡單步驟，即可將該符號指向匯入的. SUBCKT 模型，不需重新繪製。

下面將說明如何在既有原理圖中，使用 . SUBCKT 模型將原本的Si7884DP NMOS元件替換為NXP PSMN2R2-30YLC的匯入模型。此模型以. SUBCKT 檔案格式提供，檔名為 PSMN2R2_30YLC.txt，其標頭資訊如下：

這裡的PSMN2R2-30YLC是模型名稱，其後依序是三個引腳名稱「DRAIN、GATE、SOURCE」。引腳名稱的順序非常重要，稍後會詳細說明。

由於這是一個NMOS元件，最簡單的方法是直接重複使用LTspice庫中的 NMOS符號。放置步驟如下：

請按P鍵（或選擇 Edit > Component（編輯 > 元件））
從清單中選擇 nmos
按下Place（放置），然後點一下原理圖以放置NMOS符號。

圖5展示範例原理圖，Q1已正確連結到外部 . SUBCKT檔案所定義的模型。請注意，模型名稱 PSMN2R2-30YLC 已被指定為Q1的值。

圖5. 使用標準LTspice符號來引用匯入的. SUBCKT模型。

在原理圖範例中，Q1已設置為指向匯入的PSMN2R2-30YCL模型，若要將Q2連接到同一模型，可依下列步驟操作。打開subckt_with_included_symbol.asc 範例原理圖，以複製以下步驟。

將.SUBCKT 模型連接到Q2，請按住CTRL鍵並右鍵按兩下 Q2，以打開 Component Attribute Editor（元件屬性編輯器）。將Value （值）更改為PSMN2R2-30YLC，，該值需與模型標頭中的子電路名稱相匹配。

重要：將前綴更改為X

接下來，將前綴更改為 X，這是將 . SUBCKT 模型連接到符號時的必要步驟。這是一個額外步驟，匯入 . MODEL指令時並不需要。

圖 6.將符號前置詞和值設定為指向。SUBCKT 模型。.SUBCKT模型。

若要確認LTspice庫中NMOS符號的引腳順序與匯入的模型是否符合，請按兩下此對話方塊中的Open Symbol l（打開符號）按鈕。隨即將打開符號編輯器。選擇View > Pin Table （視圖 > 引腳表），以顯示引腳順序（圖7）。由此可以確認DRAIN、GATE、SOURCE的引腳順序與PSMN2R2-30YLC. SUBCKT 定義中的順序是否一致。

圖 7.使用符號編輯器中的針腳表驗證符號的針腳順序。

使用. SUBCKT模型：創建新符號

如果 .SUBCKT模型與現有符號不太匹配，也可使用LTspice自動生成新的符號來與該子電路配對。資源中提供的LPF.cir就是一個簡 單的範例。參見圖8。

圖 8..用於簡單 RC 濾波器的 SUBCKT 模型。.SUBCKT模型。

右鍵按下 . SUBCKT 名稱，本例中為lowpass。選擇 Create Symbol （創建符號），並按下Save（保存）。請務必將新符號保存至與模型檔相同的目錄中。參見圖9。

圖 9.建立 .SUBCKT 模型。

這將創建一個自動生成的符號。這個新符號將在LTspice中自動打開。參見圖10。

圖10. 自動生成的新符號。

從符號屬性中移除硬編碼模型路徑

在LTspice中打開新符號後，符號上點擊右鍵兩下，並選擇 Attributes > Edit Attributes（屬性 > 編輯屬性）。刪除添加至 ModelFile 屬性的任何路徑資訊，以提高此符號的可移植性。選擇 OK確定，然後按Save儲存。

圖 11.移除硬式編碼路徑資訊，以改善新符號的可攜性。

編輯新創建的符號

新符號建立完成後，可以對其進行編輯，使其更準確地反映模型功能。使用Move （移動）工具（按 M 或選擇Edit > Move（編輯 > 移動））進行一些簡單調整，即可將引腳重新排列到更合理的位置。

將新符號放置到原理圖中

確保符號檔（.asy）和關聯的子電路檔（.cir）與原理圖檔（.asc）位於同一目錄下。要將新符號放置到原理圖中，請鍵入P（或選擇Edit > Component（編輯 > 元件）），以打開Component （元件）對話框。從目錄下拉功能表中選擇 Schematic Directory （原理圖目錄），然後選擇新創建的符號（圖12）。按兩下 Place （放置），再按下原理圖以放置該符號。

圖 12.在原理圖目錄中找到新建立的符號。