Bei der Entwicklung von Schaltungen der Höchstintegration kommen eine Reihe von Werkzeugen zur Simulation des Verhaltens von elektrischen Schaltungen zum Einsatz. Diese Werkzeuge behandeln unterschiedliche Aspekte der Schaltung, wie Logikverhalten, Zeitverhalten, transientes elektrisches Verhalten und Herstellung der integrierten Schaltung.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Programm JANAP - ein Akronym für Just Another Network Analysis Program - zur Simulation des transienten Verhaltens von elektrischen Schaltungen erstellt. Als wichtigste Eigenschaften von JANAP sind eine anwenderfreundliche Benutzerschnittstelle, umfangreiche Möglichkeiten zur Modellierung von realen Bauelementen mit unterschiedlicher Genauigkeit (von der Modellierung eines Bauelements bis zur Makromodellierung) sowie keine, physikalisch nicht begründeten, Einschränkungen bei der Beschreibung von elektrischen Netzwerken hervorzuheben. JANAP ermöglicht die Modellierung des realen Verhaltens von Bauelementen mit nichtlinearen Funktionen - im Extremfall mit dem Schalter - und mit Tabellen.
Um die Probleme, die durch diese extremen Nichtlinearitäten auftreten, insbesondere das sogenannte Charge Conservation Problem bei Netzwerken mit Schaltern und Kapazitäten, zu lösen, wurde eine neue Formulierung des Differentialgleichungssystems zur Beschreibung des elektrischen Verhaltens des Netzwerks entwickelt, der sogenannte Complete Tableau Ansatz, eine Weiterentwicklung des bekannten Sparse Tableau Ansatzes. Dies hat auch zur Definition eines neuen idealen Grundelements, dem Universalelement, geführt. Alle anderen idealen Bauelemente lassen sich auf das Universalelement zurückführen. Für die Lösung des entstehenden nichtlinearen algebraischen steifen Differentialgleichungssystems werden die ausgereiften Methoden der numerischen Mathematik, die heute zur Verfügung stehen, eingesetzt.
Anhand von ausgewählten Beispielen werden die Funktionsfähigkeit und die neuen Möglichkeiten des erstellten Computerprogramms demonstriert. Es wird gezeigt, daß Schaltungen, die mit den klassischen Netzwerksimulationsprogrammen wie SPICE nicht berechenbar sind, mit JANAP problemlos simuliert werden können. Der Einfluß der durch JANAP gebotenen neuen Möglichkeiten auf die Modellierungstechniken für reale Bauelemente und ganze Schaltungskomplexe erfordert noch weitere Untersuchungen.