最終更新 2024.04.15
トランジスタ技術 2017.9 付録 LTspice XVII 公式和訳マニュアル トランジスタ技術 2014.12 特集 非常に詳しい・例題多数 LTspice 入門編 神崎康宏 CQ出版社 トランジスタ技術 2011.6 特集 登地功 別冊付録 平賀公久 easy labo のサイト
Tools → Control Panel → Netlist Options Convert 'μ' to 'u' にチェックを入れる。 Tools → Color References でカラーの設定 グラフのラインの色を見やすい色に変更しておく 座標軸は白なので、それと重なっても良いよう、白以外の明るい色に設定する。 回路図のウィンドウの背景をもう少し白くした方が見やすいかもしれない。 File → New Schematic で新規作成をした後、 View → Show Grid でグリッド表示 V1, R1 などの指定時、大文字小文字は区別しない。
良く使う wire, move, drag などを 左手で押せるキーに割り当てておくと便利（右手はマウス）。 simulate --- control panel --- drafting options --- keyboard shortcut 変更したい箇所でクリック ---> 設定したいキーを押す delete で削除 私は次のように割り当てている （V と D は Illustrator に倣っている ） tab(Schematic) A place component W draw wire mode S place netname X delete mode F duplicate mode V move mode D drag mode G place ground R place resistor C place capacitor Q place diode Z zoom area B zoom back 4 run simulation tab(Wave Form) X delete mode
インターフェースがかなり独特である。 ツールバーのアイコンを左クリックして、そのコマンドのモードに入る。 右クリック or ESC でそのコマンドのモードから抜ける。 コマンドを選択した後、対象となるオブジェクトを指定する方法は、 1980 年代の一太郎 Ver.3 のインターフェースを彷彿させる。 例えば、コピー → ペースト したいときは、 Copy アイコンをクリックしてコピー範囲を指定し、 左クリックで Paste ショートカットの確認：メニューの Edit を押す
・抵抗、ダイオード、コンデンサなど
アイコンを選択した後、左クリックで配置、右クリック or ESC で終了。
左クリック前に C-R (Ctrl + R) で回転。
配線上で左クリックすると挿入。
回転：Move アイコンをクリックした後、部品をクリックして C-R
C-E で鏡像反転
移動：Move で移動させると Wire は途切れる
Drag で移動させると Wire は伸びる
部品を Drag すると線が斜めになるので、あらかじめ範囲を囲んでおく
削除：ハサミアイコンをクリック、または Del キーを押して
ハサミマークが表示されている状態で、素子の上で左クリック
回路素子の値など文字の移動は、Drag をクリックした後、
文字をクリックして移動後、クリックで移動終了。
・電源、信号源、トランジスタなど
論理素子の AND 記号のアイコンをクリック
電源、信号源は voltage で全て対応できる
違うシンボルを使いたい: misc -- cell(電池) misc --- signal(交流電源)
電流源は current
トランジスタは npn など
・画面の操作
space を押すと回路が画面中央に配置され縮尺が自動調節される。
何も選択していない状態（カーソルは ＋ ）でドラッグするとスクロール
回路全体を移動させるには、Move をクリックし、回路全体を選択する。
右クリックで数値などを設定 「回路記号」「素子の値」「素子の通し番号」それぞれ右クリックしたときに 設定できる項目が異なる。回路記号を右クリックするのがよい。 抵抗の値を 1M と指定すると 1m になるので注意。1Meg あるいは 1meg とする。 コンデンサの数値を設定するときに u をつけ忘れないよう注意。 電圧源は右クリックし、Advanced ボタンをクリックすると 詳細な設定項目が現れる。
Wire アイコンをクリック 左クリックで配線をすすめる。折れ線は、端点で左クリックの要あり。 Tina とは操作法が異なる（Tina では端点での左クリックは不要）ので注意。 左クリックした場所が、結線場所なら自動的に終点となる。 右クリック or ESC で配線モードから抜ける。 削除は Del キーを押してハサミマークが表示されている状態で 配線の上で左クリック 部品の真上を配線すると、部品を挿入したように配線する。
move あるいは drag をクリックして移動するモードにしてから、 対象を左クリック
Simulate → Edit Simulation Command でシミュレーションの設定をすると .op などの 文字が現れるので、左クリックして回路図上のどこかに 配置する。配置の左クリックを忘れないように！！！ Simulate → Run で解析開始。 Run を実行したとき何が起こるかは、 画面中に書かれているコマンドによって決まる。 . ではじまるのが有効なコマンド ; はコメントアウトされたコマンド .tran 過渡解析 .ac AC 解析（周波数特性） .dc DC sweep 解析 .op DC 静的電圧 Simulate → Edit Simulation Command で何らかの設定をすると、上記のコマンドが自動生成され、 既に記述されているコマンドはコメントアウトされる。 LTspice は解析結果として全ての節点の情報を保持する。 何を表示するかは、解析終了後、測定点を設定する。
Simulate --- Edit Simulation Command --- DC op pnt 各場所の直流電圧を求める。コマンドは .op 解析が終了するとウィンドウが開き、各ノードの電圧、電流のリストが表示される。 このウィンドウは見づらいので Esc あるいは「×」をクリックしてウィンドウを閉じる。 電圧・電流を常時表示する方法は以下のとおり。 ワイヤーの上をクリックするとその場所の 電圧が青色で表示される。 その青色で表示された電圧を右クリックすると Displayed Data のウィンドウが開く。 表示しているものが最下行に示される。 $ が何を意味するかは $ aliases to xxxx と表示される。 $ を削除し、たとえば I(R1) を指定すると、 I(R1) が表示される。 move を押して移動モードにし、 いま表示した文字の上で左クリックし、 選んだ素子の場所へ移動させる。
Simulate --- Edit Simulation Command --- DC sweep 直流電源の値を変化させる。変化させたい直流電源の値は 0 など 何らかの数値を入れておかないと、エラーになる。 Name of 1st Source to sweep に変化させたい素子の名前 (ex. V1) を入れる。 start stop step を指定する。3 つめのパラメータが num ではなく step なのに注意！！！ DC operation point のモードで V1 や I1 をパラメータステッピング させても同様の結果が得られる。 DC sweep モードで設定する方が設定が易しい。
右端の「.op」アイコンをクリック
電圧源の設定
Advanced をクリックする
Functions の項目が有効になる。
Sin 波の場合 Sine にチェックを入れる
最低限設定すべき項目は DC Offset, Amplitude, Freq
Tdelay で指定した時間だけ 0 を出力する
Theta は 1/x のような包絡線を設定する
パルス波の設定項目の意味は以下の通り
Vinitial V1 ( t=0, v = V1 でスタート )
Tdelay 最初にこの時間 V1 が継続する
Trise V1 → V2 の遷移時間
Von V2 の電圧
Tfall V2 → V1 の遷移時間
Ton V2 の期間
Tperiod 周期
Tdelay | Trise Ton Tfall .... | Trise Ton Tfall .... |
V1 V2 V1 V2 V1
|<------ Tperiod ------->|<----- Tperiod -------->|
V2 の継続時間は Ton
V1 の継続時間は Tperiod - Trise - Ton - Tfall
V1-->V2 の遷移時間は Trise
V2-->V1 の遷移時間は Tfall
Trise Tfall を空白、あるいは 0 にするとデフォルト値になる。
デフォルト値は 0 ではない。ある例では 0.1m くらいであった。
1u のような微小な値に設定する。
Edit Simulation Command → transient の設定
Stop Time (測定時間) のみを設定すると良い
Maximum Timestep は設定しない方がよい。
Δt は可変であり、空欄にしておくと最適な値に設定してくれるようだ
ダイオードと RC 平滑化回路の場合、Maximum Timestep を明示的に設定すると
電流の波形が乱れる。
RC 充電回路の過渡現象を解析するとき、
以下のどちらかに設定する。
1. 電源をパルスに設定し、1 周期を長くとる。
2. DC 電圧を設定し、Simulste ---> Edit Simulation Command ---> Transient
の Skip initial operating point solution にチェックを入れる。
複素記号法を用いて振幅と位相を計算するモードである。 Edit Simulation Command で sweep する周波数を設定 周波数の設定 1 Octave 4 点: 1.00 1.18 1.41 1.68 2.00 .... 1 Decade 4 点: 1.00 1.77 3.16 5.62 10.00 電圧源 (voltage) を右クリックして Small signal AC analysis の AC Amplitude, AC Phase を設定する
Run マークのアイコンをクリックした後、観測したい点でマウスをクリックする。 マウスの位置に応じて、配線の上なら電圧プローブ、 素子の上なら電流プローブになる。 電流プローブの向きを逆にしたいときは、素子を 180°回転させて素子の向きを 変えるか、グラフウィンドウにて変数名の手前に - をつける。 2 点間の電圧を測定するには電圧プローブをドラッグする。 最後にクリックする点が基点（電圧矢印の基点が黒、矢の先端が赤） alt を押すと配線の上でも電流プローブになる。このときの向きは、 右向きか下向きのいずれかになるようだ。 一度設定すると、次回からはその設定が引き継がれる。 クリックする位置にラベルを付けておくと、グラフが V(ラベル名) となるので 見やすい。ラベルがないとき V(n001) のようになる。 ラベルを設定するとき、線の上でクリックすると、配線の手間が省ける。
変化させたい「値」を「数値」ではなく「変数」で指定する。
抵抗の値なら 1k ではなく {r1} のように表す。このとき変数名は r1（大文字小文字の区別なし）
電流源の値なら 10u ではなく {i1} のように表す。このとき変数名は i1
右端のアイコン .op を選び、パラメータの変化を記述する。
記述し終えたら、「enter キー」ではなく
「OK をクリック」---> クリックして回路図上に配置
コメントアウトは行頭に ; （セミコロン）
改行は enter ではなく、ctrl + enter
例：
.step param r1 list 1k 3k 5k (値を列挙)
.step param r1 1k 5k 2k (開始値, 終了値, 間隔)
.step param i1 list 10u 30u 100u (値を列挙)
.step param i1 5u 25u 5u (開始値, 終了値, 間隔)
パラメータステッピングの結果多数のグラフが得られる。
選択したグラフだけ表示するには、
グラフウィンドウがアクティブな状態で
右クリック → Select Steps
電圧などを表示する場所を 1 箇所だけ設定すると、
変化させた値ごとに別の色で表示するので、見やすい。
電圧などを表示する場所を 2 箇所以上設定すると、
場所ごとに別の色が割り当てられるので、変化させた各値の
グラフが同じ色になるので見づらい。
パラメータが決定したら、以下のように設定すればよい。
.param r1=5k
パラメータの設定を変更するときは、右クリックして
.param Statement Editor を開き、さらに、Esc を押して
Edit Text on the Schematic: のウィンドウで変更する。
.param Statement Editor で変更しても、有効にならない
場合がある。LTspice のバグと思われる。
グラフウィンドウで左クリックするとメニューがグラフ用に変化
あるいは右クリックでグラフ用メニューを表示
データ点の表示 [Plot Settings] --> [Mark Data Points]
線幅変更 [Tools] --> [Control Panel] --> [Waveforms]
--> Data trace width
線色変更 グラフ上部の V(n001) などの文字を右クリック
データの外部出力 [File] --> [Export]
例えば、.step param で 5 回 DC sweep を繰り返したとき、
5 回分が連続したデータとして出力される。
x 軸は .dc で設定した値が採用される。
エリアの拡大表示 [View] --> [Zoom Area] → 範囲をドラッグ
座標軸の設定 [Plot Settings] --> [manual limits]
符号の反転 V(p2) などのラベルを右クリックし、
-V(p2) のようにマイナス記号をつける
表示項目の削除 [Plot Settings] --> [Delete Traces]
あるいは del キーを押す
次に、V(input) などのラベル名の上でクリック
グラフを PowerPoint などに貼り付ける
Tools --> Write to .wmf file
2個以上の波形を別々のグラフに描く
Plot Settings --> Add Plot Pane
すでに描いたグラフを削除するには、ハサミマークをクリックして
グラフを表す文字の上でクリック（グラフが消える） ---->
枠上でクリック（枠が消える）
V1-V2 のグラフを書く
あらかじめラベルを付けておく。
グラフウィンドウの V(v1) の上で右クリック
V(v1)-V(v2) のように数式を入れる。
詳しい値を得る 右クリックしてカーソルを + の状態にして
I(R1) などの文字をクリックすると、
小さなウィンドウと縦横の点線が現れ、測定値を表示する。
小さなウィンドウを閉じると、縦横の点線は消える。
グラフのウィンドウを独立させる
右クリック --> float window にチェックを入れる
.step param no 1 3 1 番号変数名 初期値 終了値 増分値 .param R1 table(no, 1, 15, 2, 20, 3, 25) 各番号に対応する値 .param C1 table(no, 1, 0, 2, 1u, 3, 10u) 得られたグラフのうち、特定の試行のグラフだけを表示するときは [Plot Settings] --> [Select Steps]
....\LTspice 以下をコピーし、LTspice.exe をダブルクリックすると 起動する。
2 つの抵抗の直列接続で表す。
100k を R1 と R2 で表すとき、以下のように指定する。
{ } をつけるのを忘れないように！！！
R1: {100k * (1-a) + 1m}
R2: {100k * a + 1m}
a を指定する .param a=0.5
a を 0 から 1 まで変化させる .step param a list 0 0.5 1
抵抗を 0 に設定すると、エラーが発生するので、a = 0, 1 の
ときにエラーにならないよう 1mΩ を追加している。
(参考) 合点！ トランジスタ回路超入門 p.34 例えば「1N4004 spice モデル」で検索すると、 On Semiconductor のサイトに PSpice Model 1N4004RL.LIB という ファイルがある。PSpice のモデルはそのまま LTspice に 使えるようだ。このファイルを Documents\LTSpiceXVII\lib\sub\mylib というフォルダを作成し、その中に入れる。 ファイルの中を見ると、 .MODEL D1n4004rl d という行がある。モデル名は D1n4004rl である。 .op コマンドで .include mylib\1N4004RL.LIB とファイル名を指定する。ダイオードを配置し、 「D」の文字で右クリックし、名前の欄に D1n4004rl と入れる。 これで 1N4004 が使用可能になる。
＜参考サイト＞
http://qiita.com/exabugs/items/5bfb3a575ce05bb6cbde
> ファイル構成
Component で開くフォルダが
Documents\LTspiceXVII\lib\sym
に対応する。asy ファイルは素子の図形データを格納する。
Documents\LTspiceXVII\lib\sym\Opamps
などにも多数の asy ファイルがある。
「トランジスタ, ダイオード, JFET, MOSFET」と「オペアンプ」
では方法が異なる。
> トランジスタ, ダイオード, JFET, MOSFET
1 つの図形に複数のモデルが対応する。
トランジスタ npn の場合、npn.asy の中の
SYMATTR Value NPN
という行の NPN がキーワードのようだ。
素子の電気的なデータは
lib\cmp\standard.bjt Component --- npn/pnp
lib\cmp\standard.dio Diode
lib\cmp\standard.jft Component --- njf/pjf
lib\cmp\standard.mos Component --- nmos/pmos
の中にある。例えば、standard.bjt の中に
.model 2N2222 NPN(IS=1E-14 VAF=100
+ BF=200 IKF=0.3 XTB=1.5 BR=3
+ CJC=8E-12 CJE=25E-12 TR=100E-9 TF=400E-12
+ ITF=1 VTF=2 XTF=3 RB=10 RC=.3 RE=.2 Vceo=30 Icrating=800m mfg=NXP)
という記述がある。
この .model 2N2222 NPN( ) の NPN の部分が Value に対応するようだ。
* で始まる行はコメント文, + は継続行を表すようだ。
このファイル（テキストファイル）の末尾に、
付加したいモデルのデータを付け加える。
＜追加した部品の使い方＞
ex. トランジスタの場合
Component --- npn を選んで配置 --- 右クリック --- pick new transistor
> オペアンプ
1 つの図形に 1 つのモデルが対応する。
asy ファイル中の
SYMATTR ModelFile njm072_v1.lib
で指定した lib ファイルの中に電気的特性を記述する。
オペアンプの特性の表現は、複数の方法があるようだ。
ここでは、メーカーのサイトに置いてある lib ファイルを追加する
方法について述べる。
例： 新日本無線のサイトから取得した njm072_v1.lib を追加する
(1) njm072_v1.lib を sub の下にコピーして、
修正する
8 端子のモデルになっているのを、5 端子のモデルに修正する。
以下の 4 行はコメントアウトする。
*.Subckt NJM072 OUT1 -IN1 +IN1 V- +IN2 -IN2 OUT2 V+
*X_U1 +IN1 -IN1 V+ V- OUT1 NJM072_s
*X_U2 +IN2 -IN2 V+ V- OUT2 NJM072_s
*.ends NJM072
.subckt .ends の行の名前をコメントアウとした行の .Subckt の
次の単語に合わせる。
*.subckt NJM072_s 1 2 3 4 5
.subckt NJM072 1 2 3 4 5
.ends NJM072
*.ends NJM072_s
(2) njm072 に対応する asy ファイルを作成する
opamp2 (ひな形ファイルのようだ) を選択して配置 ---
右クリック --- open symbol
右クリック --- Attributes --- Edit Attobutes
Value NJM072 画面に表示される名前 & .subckt .ends で
指定した名前のようだ
Description NJM072 コメント？
ModeFile njm072_v1.lib 電気的特性を格納したファイル名
右クリック --- File --- Save As
ファイル名は NJM072.asy
component アイコンで選択する素子名は asy を除いた部分になるようだ。
File --- Close で閉じる。
＜未解決な点＞
トラ技 2017.5 の付録についてきた toragi.lib の中の
オペアンプのモデルは 3 ピンのモデルである。
3 ピンのモデルである opamp.asy を名前を変えて保存して
利用しようとしたが、シミュレーションを実行すると
エラーが出る。利用方法が分からない。
回路図は View --- Show Grid を off にしておく。 ウィンドウをアクティブにして Tools --- Write Image to .emf file PowerPoint で 挿入 --- 画像：画像
RC 回路の充電を扱うとき、コンデンサの初期電圧は ゼロとしたい。 .ic v(label-name) = 0 (初期値は 0 V) 2 箇所以上設定したいとき .ic v(v2) = 0 v(v3) = 0
画面右上端 .op の左の Aa のアイコン
発振回路の解析をするとき、 Simulate --- Edit Simulation Cmd --- Transient --- Skip Initial operating point solution にチェックを入れるとコンデンサの 初期電圧を 0 で始める。