Für die verkoppelte Simulation des Ringoszillators mit 9 Inverterstufen wurden alle 18 Transistoren in einem einzigen Eingabe-PIF-File zusammengefaßt. Die Transistoren wurden nach Bild 10.8 zusammengeschaltet.
In dieser Schaltung wurden die Leitungskapazitäten ignoriert, weil sie gegenüber den Eingangskapazitäten der Transistoren vernachlässigbar klein sind.
Um einen stationären Arbeitspunkt zu ermitteln, von dem ab die
Schaltung zu schwingen beginnen kann, ist es notwendig, mindestens
eines der Knotenpotentiale festzuhalten.
In der Praxis zeigt sich, daß man damit nicht auskommt.
Durch die hohe Geradeausverstärkung von neun
hintereinandergeschalteten Verstärkerstufen (die maximale
Verstärkung einer Stufe beträgt etwa 8) ergibt eine sehr kleine
Änderung der Verhältnisse in der ersten Stufe eine mit etwa
verstärkte Änderung in der letzten Stufe. Da das
Gleichungssystem in der letzten Stufe (wie in allen anderen Stufen
auch) hochgradig nichtlinear ist, kann bei einem Iterationsschritt nur
eine Änderung
der Potentialverhältnisse um einige Temperaturspannungen (also etwa
50-100 mV) erfolgen. Um zu verhindern, daß die letzte Stufe mehrmals
ihren Pegel wechseln muß, bis das Gesamtsystem auskonvergiert ist,
wurden an alle Knotenpotentiale entsprechende Potentialrandbedingungen
gelegt. Dadurch ergibt sich eine relativ rasche Konvergenz des
Gesamtgleichungssystems (etwa 20 Iterationen des nichtlinearen
Systems). Einer der Inverter (im Bild 10.8 ist das der
letzte) wird dabei am Invertieren gehindert, führt also hohen
Dauerstrom.
Zum Zeitpunkt , an dem die transiente Simulation beginnt,
werden alle Schalter geöffnet. Das bedeutet in der Simulation, daß
die Randbedingungen der Terminalknoten von spannungsgesteuert auf
stromgesteuert umgeschaltet werden.
Die linearen Koeffizienten
,
,
und
(siehe Gleichung 7.45) der externen Beschaltung
des Terminalknotens
lassen sich daher wie folgt formulieren:
mit den stationären Knotenpotentialen
Es ergibt sich bei 9 Invertern mit einer Zeitschrittweite von 10 ps der folgende Zeitverlauf: