Pythonで学ぶ 回路シミュレーションとモデリング

盛 健次・松澤 昭

• 兄弟本『MATLABで学ぶ 回路シミュレーションとモデリング』も好評発売中！
• 本書はPythonを学ぶ人々へ向けて書かれたものである
  Pythonを使ったプログラミングの題材として、回路シミュレーションとモデリングを選んでいる
  第4章の付録に「簡単な抵抗回路」から「汎用の抵抗回路網を作り上げる過程」を、
  第5章の付録に「ダイオード/MOSFETのコーディングフロー図」を添付する
  学生および企業/法人の学習に最適なテキスト
  PythonソースコードをWebからダウンロード可能

目次

• 序 文
  
  第1章　Pythonについて
  1. Pythonについて
  　1.1 プログラムの基本
  　　1.1.1 演算子
  　　1.1.2 算術関数
  　1.2 様々な配列
  　　1.2.1 配列(array)
  　　1.2.2 論理配列(logical array)
  　　1.2.3 リスト型配列(list array)
  　　1.2.4 辞書型配列(dict array)
  　　1.2.5 構造体配列(struct array)
  　1.3 制御文
  　1.4 プロット
  　1.5 常微分方程式の計算
  
  付録　Pythonのダウンロードとインストール
  
  第2章　回路シミュレータについて
  1. 回路シミュレータについて
  　1.1回路シミュレータの利用目的と機能
  　1.2 回路シミュレータの開発の歴史
  　1.3 回路シミュレータの問題点
  
  付録2A　SPICE2G6とSPICE3F5の比較
  参考文献
  
  第3章　回路シミュレーションの基礎技術
  3.1 回路シミュレータの処理フロー
  　1. 入力処理
  　2. エラーチェック処理
  　3. セットアップ処理
  　4. 解析処理
  　5. 出力処理
  
  3.2 回路の定式化
  　1. カットセット解析（CA）法
  　2. ループ解析（LA）法
  　3. 節点解析（NA）法
  　4. 電圧源を持つ節点解析法
  　5. 修正節点解析（MNA）法
  　6. ハイブリッド解析（HA）法
  　7. 修正タブロー解析（MTA）法
  　8. スパースタブロー解析（STA）法
  
  3.3 数値解析手法
  　1. 連立1次方程式の解法
  　2. スパース行列処理技法
  　3. 再順序付け
  　4. 非線形解析法
  　5. 数値積分法
  
  演習問題
  付録3A　トポロジーエラーチェックの種類
  参考文献
  
  第4章　取り扱える解析の種類
  4.1 温度解析
  　1. 入力処理
  　2. モデルパラメータの温度補正
  　　2.1 抵抗の温度補正
  　　2.2 ダイオードパラメータの温度補正
  　　2.3 MOSFETパラメータの温度補正
  
  4.2 DC解析
  　1. DC動作点
  　　1.1 入力処理
  　　1.2 出力の見方
  　　1.3 線形DC解析
  　　1.4 非線形DC解析
  　　1.5 特性図での確認
  　2. DC伝達特性
  　　2.1 入力処理
  　　2.2 DC解析初期値設定
  　　2.3 出力処理
  　　2.4 線形DC解析
  　　2.5 非線形DC解析
  　3. DC入出力抵抗
  　　3.1 入力処理
  　4. DC感度
  　　4.1 入力処理
  
  4.3 過渡解析
  　1. 時間領域解析
  　　1.1 入力処理
  　　1.2 過渡解析初期設定
  　　1.3 出力処理
  　　1.4 RC直列回路の過渡解析例
  　　1.5 非線形回路の過渡解析例
  　2. フーリエ解析
  　　2.1 入力処理
  　　2.2 フーリエ解析処理
  　　2.3 フーリエ解析結果の見方
  
  4.4 AC解析
  　1. 線形AC解析（=小信号AC解析）
  　　1.1 入力処理
  　　1.2 出力処理
  　　1.3 線形回路のAC解析例
  　　1.4 非線形回路のAC解析
  　2. ノイズ解析
  　　2.1 ノイズ解析の解析法
  　　2.2 ノイズ解析結果の見方
  　3. 歪解析
  　　3.1 入力処理
  　　3.2 歪解析の解析法
  　　3.3 歪解析結果の見方
  
  演習問題
  付録4A オプション文の説明
  付録4B エラーメッセージ
  付録4C プログラム作成過程
  付録4D DC解析スクリプト
  付録4E 過渡解析スクリプト
  付録4F AC解析スクリプト
  参考文献
  
  第5章　取り扱える素子の種類
  5.0 はじめに
  5.1 抵抗（R）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.2 キャパシタ（容量）（C）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.3 インダクタ（コイル） （L）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.4 相互インダクタ（K）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.5 電圧制御電流源（G）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.6 電圧制御電圧源（E）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.7 電流制御電流源（F）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.8 電流制御電圧源（H）
  　1. SPICE入力記述
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.9 独立電圧/電流源 （V,I）
  　1. SPICE入力記述
  　　電源の種類
  　　①パルス電源
  　　②サイン電源
  　　③エクスポーネンシャル電源
  　　④折線近似電源
  　　⑤単一信号波FM電源
  　2. 修正節点方程式による定式化
  　3. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.10 ダイオード （D）
  　1. SPICE入力記述
  　2. ダイオードモデル叉はダイオードモデル式
  　3. 修正節点方程式による定式化
  　4. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.11 MOSFET （MOS電界効果トランジスタ）（M）
  　1. SPICE入力記述
  　2. MOSFETモデル叉はMOSFETモデル式
  　3. MOSFET構造と等価回路
  　4. 修正節点方程式による定式化
  　5. AC解析の為の修正節点方程式による定式化
  
  5.12 サブサーキット（X）
  　1. サブサーキット展開指定
  　2. サブサーキット定義指定
  
  演習問題
  付録5A ダイオード
  付録5B MOSFET（MOS電界効果トランジスタ）
  参考文献
  
  演習問題の解答
  
  索引
  パラメータ索引