随着微电子行业的快速发展,电子产品涉及的领域不断扩大,已经深入到国防、医疗、教育以及大众生活的各个方面,给我们的生活带来很多方便,已经成为公认的热门行业,与之相关的行业也得到了快速发展,其中电路仿真和电路故障诊断技术也渐渐成为热门学科。它为电子产品的可靠性提供保证,为电子设备的故障做出快速反应,对于复杂电路的仿真和诊断已经成为非常重要的课题,仿真为诊断提供数据字典,仿真数据的准确性一方面给取决于仿真算法,另一方面取决于模型精度,仿真算法相对成熟,而电子器件种类繁多且不断发展,决定了器件建模工作也在不断深入和完善。本文以Ngspice为仿真引擎,重点实现仿真环境的搭建、器件建模和故障建模工作。首先对电路仿真和器件建模理论研究的发展和现况进行叙述。研究了SPICE的仿真原理,重点阐述了牛顿-拉夫森迭代算法、欧拉公式和LU分解求矩阵算法,并对仿真引擎内部器件模块做了深入分析。随后介绍了器件建模和故障建模的理论研究现况,重点分析三种器件模型的特点,并结合实际情况和项目需求,使用宏模型的建模方式,分块建模的思想,对各个子模块分别实现,再将各子模块进行整合,建立自动增益控制电路模型。同时在Pspice中进行同步仿真,通过两组数据对比,验证模型的正确性。最后,结合电路图绘制方法、器件图形与模型的连接方法、仿真引擎调用机制、现有器件模型和图形库、电路编译方法等技术,以vs2010为工具,实现图形化电路图绘制、保存和读取,可以进行电路编译和常用电路仿真,并为仿真软件的功能扩展提供接口。