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SPICE (ソフトウェア)

索引 SPICE (ソフトウェア)

SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis, スパイス) は電子回路のアナログ動作をシミュレーションするソフトウェアである。 カリフォルニア大学バークレー校で1973年に開発された。 集積回路に使用する電子回路の設計主眼として開発されたが、次第にプリント基板などの電子回路の検証にも普及した。 シミュレーション対象となる回路は一般的な受動素子(抵抗、コンデンサーなど)と能動素子(ダイオード、トランジスタなど)と伝送線路、各種電源を組み合わせたものである。 解析手法としては過渡解析、直流解析、小信号交流解析、雑音解析などが可能である。 現在使われている回路シミュレータの多くはこのバークレー校のものを元に改良、機能付加したものである。名称にSPICEの語を含む場合も多く、それらを含めてSPICEと呼ばれることもある。.

30 関係: 受動素子トランジスタヘンリープリント基板テキストフリーウェアファラドダイオードアナログインダクタンスオームカリフォルニア大学バークレー校ケイデンス・デザイン・システムズコンデンサシミュレーションシノプシスシルバコソフトウェアC言語能動素子電子回路電流源集積回路FORTRAN抵抗器正弦波1973年1975年1981年1985年

受動素子

受動素子(じゅどうそし、Passive element、Passive component)は、供給された電力を消費・蓄積・放出する素子で、増幅・整流などの能動動作を行わないものを言う。 一方、真空管、継電器(リレー)やトランジスタなど入力信号として小さな電力、電圧または電流を入れて、大きな出力信号として電力、電圧または電流の変化を得られる素子は能動素子(のうどうそし、Active element、Active component)と呼ばれ、その入力と出力の比率を利得という。 受動素子と電源とで構成された電気回路を受動回路という。.

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トランジスタ

1947年12月23日に発明された最初のトランジスタ(複製品) パッケージのトランジスタ トランジスタ(transistor)は、増幅、またはスイッチ動作をさせる半導体素子で、近代の電子工学における主力素子である。transfer(伝達)とresistor(抵抗)を組み合わせたかばん語である。によって1948年に名づけられた。「変化する抵抗を通じての信号変換器transfer of a signal through a varister または transit resistor」からの造語との説もある。 通称として「石」がある(真空管を「球」と通称したことに呼応する)。たとえばトランジスタラジオなどでは、使用しているトランジスタの数を数えて、6石ラジオ(6つのトランジスタを使ったラジオ)のように言う場合がある。 デジタル回路ではトランジスタが電子的なスイッチとして使われ、半導体メモリ・マイクロプロセッサ・その他の論理回路で利用されている。ただ、集積回路の普及に伴い、単体のトランジスタがデジタル回路における論理素子として利用されることはほとんどなくなった。一方、アナログ回路中では、トランジスタは基本的に増幅器として使われている。 トランジスタは、ゲルマニウムまたはシリコンの結晶を利用して作られることが一般的である。そのほか、ヒ化ガリウム (GaAs) などの化合物を材料としたものは化合物半導体トランジスタと呼ばれ、特に超高周波用デバイスとして広く利用されている(衛星放送チューナーなど)。.

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ヘンリー

ヘンリー(henry、記号:H)はインダクタンスの単位である。国際単位系 (SI) では組立単位となっている。名称は、アメリカ合衆国の物理学者ジョセフ・ヘンリーから付けられた。ヘンリーは、イギリスのマイケル・ファラデーとほぼ同時期に、それとは独立に電磁誘導を発見した。.

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プリント基板

プリント基板(プリントきばん、短縮形PWB, PCB)とは、基板の一種で、以下のふたつをまとめて指す総称。.

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テキスト

テキスト(text、Text、texte、テクスト)は、文章や文献のひとまとまりを指して呼ぶ呼称。 言葉によって編まれたもの、という含みを持つ語で、textile(テキスタイル、「織物」)と同じくラテン語の「織る」が語源である。.

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フリーウェア

フリーウェア (freeware) は、オンラインソフトの中で、無料で提供されるソフトウェアのことである。フリーソフト、フリーソフトウェアとも呼ばれる。これに対し、有料、もしくは試用期間後や追加機能に課金されるオンラインソフトはシェアウェアと呼ばれる。なお、フリーソフトウェア財団の主張する「自由なソフトウェア」を意味するフリーソフトウェアとは意味が異なる。本項では便宜上、「フリーウェア」の語を無料のソフトウェア、「フリーソフトウェア」の語を「自由なソフトウェア」の意味で用いている。 フリーウェアは「無料で使用できる」ことに重点を置いた呼称であり、それ以外のライセンス条件、とくに変更・再配布などの条件はまちまちで、ソースコードが付属しないために変更ができなかったり、有償配布(販売)や営利利用の禁止など一定の制限が課せられているものも多い。プロプライエタリなフリーウェアは、開発力のあるユーザーにソースコードのダウンロードや所持、貢献などを許可しながらも、開発の方向性とビジネスの可能性を残すことができる。個人が開発しているフリーウェアは有料化されシェアウェアとなったり、HDDのクラッシュ、PCの盗難、ライセンス上の問題、その他の理由で管理できなくなり更新・配布が停止されることが多々ある。.

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ファラド

ファラド(farad、記号:F)は、コンデンサ(キャパシタ、蓄電器)などの静電容量の単位(SI組立単位)である。名称はマイケル・ファラデーに由来するもので、ファラッドともいわれる。なお、同じくマイケル・ファラデーに由来するファラデーという単位があるが、これは電荷の単位である。.

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ダイオード

図1:ダイオードの拡大図正方形を形成しているのが半導体の結晶を示す 図2:様々な半導体ダイオード。下部:ブリッジダイオード 図3:真空管ダイオードの構造 図4 ダイオード(英: diode)は整流作用(電流を一定方向にしか流さない作用)を持つ電子素子である。最初のダイオードは2極真空管で、後に半導体素子である半導体ダイオードが開発された。今日では単にダイオードと言えば、通常、半導体ダイオードを指す。 1919年、イギリスの物理学者 William Henry Eccles がギリシア語の di.

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アナログ

アナログ(analog、 アナローグ)は、連続した量(例えば時間)を他の連続した量(例えば角度)で表示すること。デジタルが連続量をとびとびな値(離散的な数値)として表現(標本化・量子化)することと対比される。時計や温度計などがその例である。エレクトロニクスの場合、情報を電圧・電流などの物理量で表すのがアナログ、数字で表すのがデジタルである。元の英語 analogy は、類似・相似を意味し、その元のギリシア語 αναλογία は「比例」を意味する。.

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インダクタンス

インダクタンス(inductance)は、コイルなどにおいて電流の変化が誘導起電力となって現れる性質である。誘導係数、誘導子とも言う。インダクタンスを目的とするコイルをインダクタといい、それに使用する導線を巻線という。.

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オーム

ーム()は、インピーダンスや電気抵抗(レジスタンス)、リアクタンスの単位である。国際単位系 における組立単位のひとつである。 名称は、電気抵抗に関するオームの法則を発見したドイツの物理学者、ゲオルク・ジーモン・オームにちなむ。記号はギリシャ文字のオメガ ('''Ω''') を用いる。これは、オームの頭文字であるアルファベットのO(オー)では、数字の0(ゼロ)と混同されやすいからである(なお、オームの名前をギリシャ文字で表記するとΓκέοργκ Ωμとなる)。 電気抵抗を表すための単位は、初期の電信業務に関連して経験的にいくつか作られてきた。1861年にが、質量・長さ・時間の単位から組み立てた実用上便利な大きさの単位としてオームを提唱した。オームの定義はその後何度か修正された。.

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カリフォルニア大学バークレー校

バークレー校はカリフォルニア大学 (University of California) の発祥地であり、10大学からなるカリフォルニア大学システム(UCシステム)の中で最も古い歴史を持つ。ハーバード大学など同国東部の名門私立大学群の集まりである「アイビーリーグ」に対し名門公立大学の集まりである「パブリック・アイビー」の一校である。アメリカの公立大学ランキングでは長期間にわたり1位を維持している。同じ米国西海岸サンフランシスコ近郊のベイエリアに位置するスタンフォード大学とはスポーツ分野を中心に長年ライバル関係にある。 シリコンバレーにも近く位置しておりIT系やコンピューター分野でも多数の大企業から出資を受け研究、開発を行っている。UNIXシステムの一つ、BSDもこの大学の研究室で開発された。元サン・マイクロシステムズ技術者のビル・ジョイは、UCバークレーの学生時代に、viエディタと Cシェル (csh) など様々な基本的なツール・ユーティリティを設計、実装している。 第二次世界大戦当時バークレー校の物理学部教授だったロバート・オッペンハイマーやノーベル化学賞受賞者のグレン・シーボーグを筆頭にバークレー校の多くの学者が原子爆弾開発計画であるマンハッタン計画に携わり、米国における原子力爆弾および水素爆弾の開発に大きく貢献した。現在(2014年)まで70人以上のノーベル賞受賞者を輩出している。化学に関する研究が世界的に有名で、周期表の元素のうち6つが本校で発見された。 現在、アメリカの公立大学においてランキング第1位である。.

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ケイデンス・デザイン・システムズ

イデンス・デザイン・システムズ(Cadence Design Systems, Inc、)は、アメリカの半導体開発用ソフトウェア(EDA)企業である。1988年にSDAシステムズ社とECAD社が合併して誕生した。 2004年時点で、ケイデンスは、世界の電子設計技術およびエンジニアリング・サービスの最大のサプライヤーである。ケイデンス製品およびサービスは半導体デバイス、コンピューター・システム、ネットワークの設備、通信機器、家電および他のエレクトロニクス製品の設計作業を加速し管理するために使用されている。2003年には約4,850人の従業員で11億ドルの収入をあげた。ケイデンスは、カリフォルニア州サンノゼに本社があり世界中に営業所、デザインセンターおよび研究施設を持っている。株式はナスダックで取引されている。 EDA製品は、集積回路のシステムデザイン、論理合成およびレイアウトを含む設計プロセス全体を扱っている。さらに、集積回路パッケージングおよびPCB設計用ツールを含む、他の関連する製品を持っている。これらのソフトウェア製品は、様々なタイプの設計業務をターゲットにした「プラットフォーム」を構成している。.

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コンデンサ

ンデンサの形状例。この写真の中での分類としては、足のあるものが「リード形」、長方体のものが「チップ形」である 典型的なリード形電解コンデンサ コンデンサ(Kondensator、capacitor)とは、電荷(静電エネルギー)を蓄えたり、放出したりする受動素子である。キャパシタとも呼ばれる。(日本の)漢語では蓄電器(ちくでんき)などとも。 この素子のスペックの値としては、基本的な値は静電容量である。その他の特性としては印加できる電圧(耐圧)、理想的な特性からどの程度外れているかを示す、等価回路における、直列の誘導性を示す値と直列並列それぞれの抵抗値などがある。一般に国際単位系(SI)における静電容量の単位であるファラド(記号: F)で表すが、一般的な程度の容量としてはそのままのファラドは過大であり、マイクロファラド(μF.

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シミュレーション

ミュレーション()は、何らかのシステムの挙動を、それとほぼ同じ法則に支配される他のシステムやコンピュータなどによって模擬すること広辞苑第6版。simulationには「模擬実験」や「模擬訓練」という意味もある。なお「シミュレイション」と表記することもまれにある。.

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シノプシス

ノプシス(Synopsys, Inc.、)は、電子系設計ソフトウェア (EDAツール) を開発・販売する企業である。アメリカ合衆国に本社を置いている。EDA業界におけるビッグ3の1つである。.

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シルバコ

ルバコ (Silvaco, Inc) は株式非公開企業であり、EDA (Electronic Design Automation) ツールおよびTCADプロセス/デバイス・シミュレータのソフトウェア・ベンダーである。1984年にアイヴァン・ペシック博士 (1951年9月13日-2012年10月20日)により設立された。本社をカリフォルニア州サンタクララに置き、世界9拠点、従業員約250人を有する。 シルバコは、CMOS、バイポーラ、SiGeおよび有機半導体分野で、プロセス/デバイス/デザインの自動化によるソリューションを提供している。世界中の大手ファブレス半導体企業、垂直統合型半導体メーカー、ファウンドリ、大学と取引がある。.

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ソフトウェア

フトウェア(software)は、コンピューター分野でハードウェア(物理的な機械)と対比される用語で、何らかの処理を行うコンピュータ・プログラムや、更には関連する文書などを指す。ソフトウェアは、一般的にはワープロソフトなど特定の作業や業務を目的としたアプリケーションソフトウェア(応用ソフトウェア、アプリ)と、ハードウェアの管理や基本的な処理をアプリケーションソフトウェアやユーザーに提供するオペレーティングシステム (OS) などのシステムソフトウェアに分類される。.

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C言語

C言語(シーげんご)は、1972年にAT&Tベル研究所のデニス・リッチーが主体となって開発したプログラミング言語である。英語圏では単に C と呼んでおり、日本でも文書や文脈によっては同様に C と呼ぶことがある。.

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能動素子

能動素子(のうどうそし、Active element、Active component)は、供給された電力で増幅(amplification)・整流(rectification)などの能動動作を行う素子を言う。.

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電子回路

I/Oが1つのチップに集積されている。 プリント基板を使った電子回路 電子回路(でんしかいろ、electronic circuit)は、電気回路の一種であるが、その対象が専ら電子工学的(弱電)であるものを特に指して言う。構成要素は良導体による配線の他、主として電子部品である。組み合わせにより、単純なものから複雑なものまで様々な動作が可能である。信号を増幅したり、計算したり、データを転送したりといったことができる。回路は個々の電子部品を電気伝導体のワイヤで相互接続することで構築できるが、近年では一般にプリント基板にフォトリソグラフィで配線を作り、そこにはんだで電子部品を固定することで回路を構築する。 集積回路では、ケイ素などの半導体でできた基板上に素子と配線を形成する。集積回路も電子回路の一種だが、この記事ではもっぱら集積回路は不可分な一個部品として扱う。集積回路の内部の電子回路については集積回路の記事を参照のこと。 プリント基板は試作には向いていないため、新規設計の評価にはブレッドボード、ユニバーサル基板などを一般に使用する。それらは開発途中で素早く回路に変更を加えることができる。 プリント基板が多用されるようになる以前は、ワイヤラッピング配線や、ラグ板などを利用した空中配線により、電子回路は作られていた。 大きくアナログ回路・デジタル回路(論理回路)・アナログとデジタルの混合信号回路(アナログ-デジタル変換回路、デジタル-アナログ変換回路など)に分けられる。取り扱う周波数により、低周波回路・高周波回路という分け方をする場合もある。.

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電流源

内部抵抗を含む電流源 電流源(でんりゅうげん)は、内部抵抗が大きく(理想状態は内部抵抗無限大)、定電流電気回路として動作するものである。負荷変動によって電圧が大きく変動する。 電源の電流を IS 、内部コンダクタンスを GS 、負荷のコンダクタンスを G 、かかる電圧を V0 、電流を I とすると、 G >> GS とすると また、 であるから、負荷変動により大きく出力電圧が変化する。.

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集積回路

SOPパッケージに封入された標準ロジックICの例 集積回路(しゅうせきかいろ、integrated circuit, IC)は、主としてシリコン単結晶などによる「半導体チップ」の表面および内部に、不純物の拡散による半導体トランジスタとして動作する構造や、アルミ蒸着とエッチングによる配線などで、複雑な機能を果たす電子回路の多数の素子が作り込まれている電子部品である。多くの場合、複数の端子を持つ比較的小型のパッケージに封入され、内部で端子からチップに配線されモールドされた状態で、部品・製品となっている。.

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FORTRAN

FORTRAN(フォートラン)は、1954年にIBMのジョン・バッカスによって考案された、コンピューターにおいて広く使われた世界最初の高級言語である。.

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抵抗器

抵抗器(ていこうき、resistor)とは、一定の電気抵抗値を得る目的で使用される電子部品であり受動素子である。通常は「抵抗」と呼ばれることが多い。 電気回路用部品として、電流の制限や、電圧の分圧、時定数回路などの用途に用いられる。集積回路など半導体素子の内部にも抵抗素子が形成されているが、この項では独立した回路部品としての抵抗器について述べる。.

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正弦波

正弦波(赤色)と余弦波(青色)の関数グラフ 正弦波(せいげんは、sine wave、sinusoidal wave)は、正弦関数として観測可能な周期的変化を示す波動のことである。その波形は正弦曲線(せいげんきょくせん、sine curve)もしくはシヌソイド (Sinusoid) と呼ばれ、数学、信号処理、電気工学およびその他の分野において重要な働きをする。.

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1973年

記載なし。

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1975年

記載なし。

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1981年

この項目では、国際的な視点に基づいた1981年について記載する。.

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1985年

この項目では、国際的な視点に基づいた1985年について記載する。.

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