仿真程序
電路系統的設計人員有時需要對系統中的部分電路作電壓與電流關系的詳細分析，此時需要做晶體管級仿真（電路級），這種仿真算法中所使用的電路模型都是最基本的元件和單管。仿真時按時間關系對每一個節點的I/V關系進行計算。這種仿真方法在所有仿真手段中是最精确的，但也是最耗費時間的。
SPICE可對電路進行非線性直流分析、非線性瞬态分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件。SPICE内建半導體器件模型，用戶隻需選定模型級别并給出合适的參數。
由于Spice仿真程序采用完全開放的政策，用戶可以按自己的需要進行修改，加之實用性好，迅速得到推廣，已經被移植到多個操作系統平台上。
自從Spice問世以來，其版本的更新持續不斷，有Spice2、Spice3等多個版本，新版本主要在電路輸入、圖形化、數據結構和執行效率上有所增強，人們普遍認為Spice2G5是最為成功和有效的，以後的版本僅僅是局部的變動。同時，各種以伯克利的Spice仿真程序的算法為核心的商用Spice電路仿真工具也随之産生，運行在PC和UNIX平台，許多都是基于原始的SPICE 2G6版的源代碼，這是一個公開發表的版本，它們都在Spice的基礎上做了很多實用化的工作，比較常見的Spice仿真軟件有Hspice、Pspice、Spectre、Tspice、
SmartSpcie、IsSpice等，雖然它們的核心算法雷同，但仿真速度、精度和收斂性卻不一樣，其中以Synopsys公司的Hspice和Cadence公司的Pspice最為著名。Hspice是事實上的Spice工業标準仿真軟件，在業内應用最為廣泛，它具有精度高、仿真功能強大等特點，但它沒有前端輸入環境，需要事前準備好網表文件，不适合初級用戶，主要應用于集成電路設計；Pspice是個人用戶的最佳選擇，具有圖形化的前端輸入環境，用戶界面友好，性價比高，主要應用于PCB闆和系統級的設計。
SPICE仿真軟件包含模型和仿真器兩部分。由于模型與仿真器是緊密地集成在一起的，所以用戶要添加新的模型類型是很困難的，但是很容易添加新的模型，僅僅需要對現有的模型類型設置新的參數即可。
SPICE模型由兩部分組成：模型方程式(Model Equations)和模型參數(Model Parameters)。由于提供了模型方程式，因而可以把SPICE模型與仿真器的算法非常緊密地聯接起來，可以獲得更好的分析效率和分析結果。
現在SPICE模型已經廣泛應用于電子設計中，可對電路進行非線性直流分析、非線性瞬态分析和線性交流分析。被分析的電路中的元件可包括電阻、電容、電感、互感、獨立電壓源、獨立電流源、各種線性受控源、傳輸線以及有源半導體器件。SPICE内建半導體器件模型，用戶隻需選定模型級别并給出合适的參數。
采用SPICE模型在PCB闆級進行SI分析時，需要集成電路設計者和制造商提供詳細準确描述集成電路I/O單元子電路的SPICE模型和半導體特性的制造參數。由于這些資料通常都屬于設計者和制造商的知識産權和機密，所以隻有較少的半導體制造商會在提供芯片産品的同時提供相應的SPICE模型。
SPICE模型的分析精度主要取決于模型參數的來源(即數據的精确性)，以及模型方程式的适用範圍。而模型方程式與各種不同的數字仿真器相結合時也可能會影響分析的精度。除此之外，PCB闆級的SPICE模型仿真計算量較大，分析比較費時。
器件模型
為了進行電路模拟，必須先建立元器件的模型，也就是對于電路模拟程序所支持的各種元器件，在模拟程序中必須有相應的數學模型來描述他們，即能用計算機進行運算的計算公式來表達他們。一個理想的元器件模型，應該既能正确反映元器件的電學特性又适于在計算機上進行數值求解。
一般來講，器件模型的精度越高，模型本身也就越複雜，所要求的模型參數個數也越多。這樣計算時所占内存量增大，計算時間增加。而集成電路往往包含數量巨大的元器件，器件模型複雜度的少許增加就會使計算時間成倍延長。反之，如果模型過于粗糙，會導緻分析結果不可靠。因此所用元器件模型的複雜程度要根據實際需要而定。
如果需要進行元器件的物理模型研究或進行單管設計，一般采用精度和複雜程度較高的模型，甚至采用以求解半導體器件基本方程為手段的器件模拟方法。二維準靜态數值模拟是這種方法的代表，通過求解泊松方程，電流連續性方程等基本方程結合精确的邊界條件和幾何、工藝參數，相當準确的給出器件電學特性。而對于一般的電路分析，應盡可能采用能滿足一定精度要求的簡單模型（Compact model）。
電路模拟的精度除了取決于器件模型外，還直接依賴于所給定的模型參數數值的精度。因此希望器件模型中的各種參數有明确的物理意義，與器件的工藝設計參數有直接的聯系，或能以某種測試手段測量出來。
模型方法
目前構成器件模型的方法有兩種：一種是從元器件的電學工作特性出發，把元器件看成‘黑盒子，測量其端口的電氣特性，提取器件模型，而不涉及器件的工作原理，稱為行為級模型。這種模型的代表是IBIS模型和S-參數。其優點是建模和使用簡單方便，節約資源，适用範圍廣泛，特别是在高頻、非線性、大功率的情況下行為級模型幾乎是唯一的選擇。缺點是精度較差，一緻性不能保證，受測試技術和精度的影響。
另一種是以元器件的工作原理為基礎，從元器件的數學方程式出發，得到的器件模型及模型參數與器件的物理工作原理有密切的關系。SPICE模型是這種模型中應用最廣泛的一種。其優點是精度較高，特别是随着建模手段的發展和半導體工藝的進步和規範，人們已可以在多種級别上提供這種模型，滿足不同的精度需要。缺點是模型複雜，計算時間長。
