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▶이 책은 PSpice 기초와 활용 Version 16.6을 다룬 이론서입니다. PSpice 기초와 활용 Version 16.6의 기초적이고 전반적인 내용을 학습할 수 있도록 구성했습니다.

머리말

오늘날의 전기·전자산업의 급속한 발전은 시간과 장비의 싸움이고, 더 이상 Know-how가 아닌 Know-where의 시대임을 절감케 하고 있다. 머리 속에서 그린 회로를 중요부분만 정량적인 계산을 하여 시제품을 만들고 시험하고, 그 결과를 근거로 하여 반복적인 수정작업을 거치는 방식은 더 이상 경쟁력이 없다는 다는 것을 컴퓨터시대에 사는 우리는 누구나 잘 알고 있다. 컴퓨터의 성능향상으로 몇 년 전까지만 해도 실현이 불가능한 이론들이 우리 눈 앞에 현실로 나타나고 있고, 회로 시뮬레이션 소프트웨어도 이제는 전문가가 아닌 어느 누구라도 실제 업무에 당당히 사용할 수 있고, 사용해야만 하는 상황에 이르렀다. 시제품을 만들기 전에 대부분의 검증을 컴퓨터를 통하여 빠른 시간 내에 마칠 수 있고, 이론적인 기술에 실험적인 결과를 통한 설계회로의 타당성의 근거를 마련할 수 있는 시뮬레이션 소프트웨어는 더 이상 사치품이 아닌 하드웨어 설계자의 기본적인 도구로써 자리잡고 있는 것이다.

회로 시뮬레이션 소프트웨어의 대명사인 SPICE 프로그램이 1972년 미국 버클리 캘리포니아대학에서 개발된 이래 여러 종류의 SPICE 소프트웨어가 저마다의 특성을 가지고 사용되고 발전되어 왔으나, 현재 아날로그/디지털 혼합회로 분야에서는 PSpice가 가장 광범위하게 사용되고 있다.

1984년 DOS용으로 시작된 PSpice는 1992년 Windows 버전을 기점으로 현업에 종사하는 회로 설계자에게 한층 더 쉽게 회로를 입력하고 시뮬레이션 된 결과를 다양하게 얻을 수 있어서 최근에는 선진국에서뿐만 아니라 국내에서도 활발히 사용되고 있는 실정이다.

그러나 국내에는 이를 자유자재로 충분히 잘 사용하는 경우는 아직까지 미흡한 실정이다. 그 이유는 기본적으로 필요한 어느 정도의 시뮬레이션 소프트웨어에 대한 기본지식, 시뮬레이션 소프트웨어의 본질적인 특성에 대한 이해부족, 특히 점점 더 custom화 되어 가고 있는 부품의 모델링에 대한 장벽 때문이다. 더욱이 이러한 문제점을 해결할 수 있는 적절한 수준의 관련 교재의 부재는 또 하나의 큰 원인이라 하겠다. 50여권이 넘는 관련원서는 초보자 및 일반인에게는 너무나 많은 시간과 노력을 요구하고 있기 때문이다.

본서는 PSpice를 처음 사용하는 분이라도 교재순서를 따라가다 보면 어느 순간 중요 기능 및 특성을 자연스럽게 파악하여, 바로 자신의 회로를 스스로 시뮬레이션 할 수 있도록 노력하였다. 나열식 기능설명을 탈피하기 위해 예제회로를 통하여 각 분야별 중요 기능 및 시뮬레이션시 주의해야 할 사항을 습득하게 했으며, PSpice 평가판 소프트웨어와 각종 예제프로그램을 수록한 CD-ROM을 첨부하여 독자가 직접 사용하면서 배울 수 있게 하였다.

마지막으로 본서의 출판을 위해 OrCAD 16.6 평가판 소프트웨어 및 기술자료를 제공해 준 미국 Cadence사, 국내 대리점인 나인플러스IT(주) 그리고 아낌없는 조언을 해주신, 현업에서 이미 사용 중인 많은 분들께 다시 한 번 감사드리는 바이다.

2015년 1월 저자 일동

PART I. PSpice 일반

Chapter 1
PSpice 시작

1.1 PSpice란?
1.2 PSpice의 버전(Version)
1.3 PSpice 및 예제프로그램의 설치

Chapter 2
PSpice 입문

2.1 PSpice 기본 아이콘(Icon)
2.2 PSpice 프로그램의 구성
2.3 PSpice Capture의 시작
2.4 PSpice Capture의 기본
2.5 OrCAD PSpice 설계
2.6 PSpice A/D 사용법

PART II. PSpice 시뮬레이션

Chapter 3
시뮬레이션 일반

3.1 바이어스 포인트 계산
3.2 Netlist 파일
3.3 Output 파일
3.4 시뮬레이션시 ERROR 및 대책

Chapter 4
DC 해석

4.1 DC 민감도 해석(DC Sensitivity Analysis)
4.2 전달함수 해석(Transfer Function Analysis)
4.3 DC Sweep

Chapter 5
교류해석(AC Analysis)

5.1 시스템 보드선도
5.2 교류시스템의 임피던스 해석
5.3 노이즈 해석(Noise Analysis)

Chapter 6
과도해석(Transient Analysis)

6.1 초기치가 있는 과도해석
6.2 퓨리에 해석(Fourier Analysis)

Chapter 7
Parametric 해석과 Measurements

7.1 Parametric 해석
7.2 Measurement의 사용

Chapter 8
Monte Carlo 해석

Chapter 9
소자의 특성 바꾸기

Chapter 10
ABM 활용

10.1 기본소자
10.2 Limiters
10.3 수학적인 연산자
10.4 미분기 및 적분기
10.5 필터(Filters)
10.6 s-영역에서의 전달함수
10.7 Table 형태의 데이터
10.8 기능 표현소자
10.9 전압제어 전압/전류원

PART III. 기본회로 설계

Chapter 11
회로 기본법칙

11.1 옴의 법칙
11.2 키르히호프 전압법칙
11.3 키르히호프 전류법칙
11.4 직병렬 회로의 등가 저항값
11.5 중첩의 원리
11.6 테브난, 노턴 등가회로
11.7 최대전력 전달
11.8 NODE 방정식

Chapter 12
R, L, C 기본회로

12.1 저항, 콘덴서, 코일 기본속성
12.2 저항 분할회로
12.3 콘덴서 분할회로
12.4 R과 C의 직렬회로(적분회로)
12.5 L과 R의 직렬회로(적분회로)
12.6 C과 R의 직렬회로(미분회로)
12.7 R과 L의 직렬회로(미분회로)
12.8 C와 L의 직렬회로(진동회로)
12.9 L와 C의 직렬회로(진동회로)

Chapter 13
다이오드 기본회로

13.1 DIODE의 정류작용
13.2 DIODE의 정류, 평활 작용
13.3 DIODE의 순방향/역방향 특성
13.4 DIODE의 온도 특성
13.5 전파정류, 평활회로
13.6 배압 회로
13.7 정전압 회로

Chapter 14
트랜지스터, EET 기본회로

14.1 트랜지스터의 Vce-Ic 특성
14.2 트랜지스터의 Ic-Vbe 특성
14.3 트랜지스터의 hfe-Ic 특성
14.4 트랜지스터의 re저항 계산법
14.5 트랜지스터의 hfe(β)측정
14.6 트랜지스터의 3가지 영역
14.7 트랜지스터의 증폭작용
14.8 트랜지스터의 증폭도 계산법
14.9 JFET의 V-I 특성곡선
14.10 CS(COMMON-SOURCE) JFET 증폭기

Chapter 15
OP-AMP 기본회로

15.1 OP-AMP의 정소비전력 P(idle)
15.2 OP-AMP의 출력전압특성
15.3 OP-AMP의 입력측 바이어스전류
15.4 OP-AMP의 SLEW RATE
15.5 OP-AMP의 출력단락전류
15.6 OP-AMP 회로의 해석법

Chapter 16
디지털 기본회로

16.1 기본 논리회로
16.2 부울대수의 공리
16.3 부울대수의 정리
16.4 De-Morgan의 정리
16.5 Exclusive OR
16.6 가산기
16.7 디코드 및 엔코드
16.8 멀티플렉스(multiplexer)
16.9 Flip-Flop
16.10 비동기식 카운터(Asynchronous Counters)
16.11 동기식 카운터(Synchronous Counters)
16.12 시프터 레지스터(Shift Registers)

PART IV. 아날로그, 디지털 회로 실습

Chapter 17
아날로그 응용회로 및 실습

17.1 수동소자 검증회로
17.2 능동소자 검증회로
17.3 RLC 공진회로
17.4 정류 회로
17.5 Filter 회로
17.6 정전류원
17.7 트랜지스터를 이용한 증폭회로
17.8 OP amplifier 응용회로
17.9 신호 변환회로
17.10 신호 발생회로

Chapter 18
디지털 응용회로 및 실습

18.1 조합 회로
18.2 SEQUENCIAL 회로
18.3 시스템 회로

Chapter 19
ABM 응용회로 및 실습

19.1 Negative Feedback 회로
19.2 전압제어 발진기(Voltage Controlled Oscillators)
19.3 Amplitude Modulation (AM)
19.4 주파수 체배기
19.5 실효값(Root Mean Square Value)
19.6 ABM을 이용한 제어시스템 검증
19.7 필터응용

PART V. APPENDIX
appendix A 디지털 Simulation Parameter 설정
appendix B Error Message & Error List
appendix C PSpice Book List
appendix D 참고자료
appendix E CD-ROM 수록 CONTENTS