Eine typische analoge Schaltung mit bipolaren Halbleiterbaulementen, die mit JANAP simuliert wurde, ist der bekannte Operationsverstärker 741. Für die Modellierung der Bipolar-Transistoren wurden die Modelle von SPICE herangezogen, die im Rahmen der Arbeit [100] für JANAP adaptiert wurden.
Um einen Eindruck zu vermitteln, wie die Eingabe von JANAP aussieht, zeigt Abbildung 14.9 die Eingabe zur Beschreibung der Schaltung für JANAP. Zum Vergleich ist in Abbildung 14.8 die Eingabe zur Beschreibung der Schaltung für SPICE dargestellt. Die Struktur der beiden Eingaben ist praktisch identisch. In JANAP werden die .MODEL-Anweisungen von SPICE durch Teilschaltungen, die das entsprechende Modell mit den gewünschten Parametern aufrufen, ersetzt. Bei der Referenz von Spannungen kann in JANAP immer nur die Spannung an einem Bauelement oder zwischen zwei Knoten verwendet werden. In SPICE hingegen stehen nur die Knotenspannungen (also die Spannung zwischen einem Knoten und dem Masseknoten) zur Verfügung. Dies ergibt sich aus den unterschiedlichen Simulationsmethoden. SPICE verwendet den Knotenansatz, der als Unbekannte die Knotenspannungen und Zweigströme ermittelt. Im Gegensatz dazu berechnet JANAP im Complete Tableau Ansatz die Spannungen an Bauelementen. Spannungsdifferenzen zwischen zwei Knoten, zwischen denen kein Bauelement vorgesehen ist, werden durch das Einfügen eines Leitwerts mit dem Wert 0 ermittelt. Andere Bereiche, die zwischen SPICE und JANAP unterschiedlich sind, sind die Angabe von Quellen und das Anfordern der Analysen und die Ausgabe der dazugehörigen Ergebnisse.
Das Ergebnis der Simulation des transienten Verhaltens ist in Abbildung 14.10 dargestellt. Zum Vergleich wurde die Schaltung auch mit SPICE simuliert. Die Ergebnisse sind im Rahmen der bei der Simulation angeforderten Genauigkeit identisch.
Einige charakteristische Werte über die Größe des Gleichungssystems und die Simulation sind in Tabelle 14.7 zusammengefaßt. Es ist die deutlich höhere Anzahl von Unbekannten in JANAP zu erkennen, wobei 42% der Unbekannten a priori ausgerechnet werden können. Ein Großteil der Gleichungen des Gleichungssystems (70%) sind Topologiegleichungen. Im Vergleich zu SPICE ist die Jacobi-Matrix extrem schwach besetzt. Da die Anzahl der Gleichungen kleiner als die Anzahl der Unbekannten ist, kann der Wert eines Teils der Unbekannten (die virtuellen Größen) nicht ermittelt werden.
Abbildung 14.7: UA741: Charakteristische Werte
Abbildung 14.8: UA741: SPICE Eingabe
Abbildung 14.9: UA741: JANAP Eingabe
Abbildung 14.10: UA741: Simulationsergebnis