By Ronak Shah
首先，我們要明(míng)確製造良率究竟意味著什(shén)麼？ 良率的(de)定義公式如下(xià)：
電路良率
我們用(yòng)一個簡單的(de)圖示來理(lǐ)解電路良率的(de)含義：
圖 1：電路良率示意圖
上述良率圖顯示了(le)電路將在限值 Pmin 和(hé) Pmax 之間工作，良率略低於 100％。 另外，請注意概率最高(gāo)的(de)時候，良率在 P average 附近達到最優。
為什(shén)麼這樣的(de)良率圖有益於所有電路呢(ne)？
重要性
如今，電路設計人(rén)員可(kě)以在開始批量生產電路闆之前對失敗進行量化(huà)。
讓我們再透過兩個例子來瞭解其重要性——如果我們需要大(dà)量生產 PCB 闆，那麼即使隻有 0.1％ 的(de)拒收率也(yě)會令我們不安；或者，當我們在為軍事或太空應用(yòng)領域構建關鍵任務專案時，一丁點的(de)設計失敗都會造成極其嚴重的(de)後果。因此，我們需要使設計中的(de)器件變化(huà)保持最小或者毫無變化(huà)。在這種情況下(xià)，蒙地卡羅分(fēn)析則必不可(kě)少！透過預測良率，我們可(kě)以評估更嚴格的(de)器件容差（成本更高(gāo)）是否會對我們的(de)產品/設計產生更好的(de)影(yǐng)響。若答(dá)案是否定的(de)，那麼放心使用(yòng)容差較鬆的(de)器件便可(kě)以為我們節省大(dà)量資金。
那麼如何獲得(de) 100％ 的(de)良率呢(ne)？我們需要確保設計已經「真正」大(dà)規模生產做(zuò)好了(le)準備。蒙地卡羅統計可(kě)預測任何電路在一系列不同器件值時（在容差範圍內）的(de)行為。它可(kě)以計算(suàn)良率，並以易於理(lǐ)解的(de)圖形格式展示（如圖 4 所示），由此我們可(kě)以平衡良率和(hé)成本。
讓我們來看看在 PSpice 中執行蒙地卡羅分(fēn)析所需的(de)簡單步驟。
蒙地卡羅分(fēn)析流程
用(yòng)於蒙地卡羅分(fēn)析的(de)電路
圖 2：RF 放大(dà)器電路
如上圖所示的(de)電路與我們在系列文章(zhāng) 第三篇（Smoke 分(fēn)析）中更換電晶體後使用(yòng)的(de)電路相同。在執行蒙地卡羅分(fēn)析過程中，我們已經指定了(le)容差，並在 靈敏度分(fēn)析 中設置了(le)測量運算(suàn)式。我們現在所要做(zuò)的(de)就是在給出如下(xià)設定檔設置選項（圖 3）中的(de)適當值之後，對此設計進行蒙特卡羅分(fēn)析。
運行蒙地卡羅分(fēn)析（設定檔設置）
圖 3：運行蒙地卡羅分(fēn)析之前所需的(de)設定檔設置
設置選項詳細說明(míng)：
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運行次數：這是選定的(de)模擬設定檔將被運行的(de)次數。對於每次運行，帶有容差的(de)器件參數將隨機變化(huà)。 模擬運行次數越多(duō)，良率預測越準確。良率越高(gāo)，利潤率越高(gāo)！ |
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起始運行編號：預設起始運行編號為 1。 這是使用(yòng)標稱值運行模擬。 |
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隨機種子值：亂數產生器使用(yòng)此值為蒙地卡羅模擬生成一個亂數序列。 |
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分(fēn)隔數量：此值用(yòng)於確定長條圖中的(de)分(fēn)隔數量。 |
蒙地卡羅使用(yòng)原始參數值計算(suàn)每個測量函數的(de)標稱值。標稱值運行後，演算(suàn)法根據平均（均勻）分(fēn)佈或高(gāo)斯分(fēn)佈函數的(de)容差隨機計算(suàn)每個可(kě)變參數的(de)值。對於每個設定檔，使用(yòng)計算(suàn)出的(de)參數值來評估測量結果並保存這些值。
在對此設計執行蒙地卡羅分(fēn)析後，輸出視窗(chuāng)如圖 4 所示（下(xià)圖）。
蒙地卡羅輸出環境
圖 4：執行蒙地卡羅分(fēn)析後的(de)輸出視窗(chuāng)
上圖中，X 軸為測量範圍，Y 軸為測量值的(de)運行次數。概率分(fēn)佈可(kě)以顯示在概率分(fēn)佈函數（PDF）或累積分(fēn)佈函數（CDF）的(de)圖像中。
請注意，測量時使用(yòng)的(de)是與我們在 靈敏度分(fēn)析、設計優化(huà) 和(hé) smoke 分(fēn)析 中一樣的(de)增益、頻寬、雜訊係數和(hé)輸出雜訊測量值。隨著電路中每個器件容差範圍的(de)變化(huà)，蒙地卡羅分(fēn)析可(kě)計算(suàn)出每個測量結果的(de)良率，從而全面實現電路的(de)所有功能。
對於該電路，圖 4 中選定的(de)頻寬測量結果顯示，在 0.14 GHz 至 0.17 GHz 的(de)整個頻率範圍內，良率為 100％。 其他(tā)三個測量值也(yě)有著相同的(de)結果。 這意味著我們所有的(de)目標都能在指定頻率範圍內完美(měi)實現！
通(tōng)用(yòng) SPICE 技術與 PSpice AA 技術對比
我們來總結下(xià)攻克複雜電路系列文章(zhāng)，其中介紹的(de)每個 PSpice 進階分(fēn)析功能都有一個核心價值：
圖 5：PSpice 進階分(fēn)析功能能力匯總
借助 PSpice 進階分(fēn)析功能，我們可(kě)以輕鬆降低設計成本並提高(gāo)設計的(de)可(kě)靠性、工程師的(de)生產力和(hé)製造良率。
快(kuài)來使用(yòng) PSpice 進階分(fēn)析 中的(de)蒙地卡羅分(fēn)析，提高(gāo)電路設計的(de)良率吧~
譯文授權轉載出處 (映陽科技協同校閱)
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