La simulazione di un circuito lineare è complessa ma, in qualche modo, comprensibile. Si tratta infatti di applicare delle ben note leggi che legano tra loro i vari parametri in gioco. Ma il calcolatore è in grado di simulare anche comportamenti di elementi non-lineari quali, tipicamente, i transistori.
Chiunque abbia avuto a che fare con la progettazione di circuiti con transistor sa infatti che la difficoltà sta nell'individuarne il campo di funzionamento e di tener conto di relazioni non facilmente esprimibili matematicamente.
MicroCap è dotata di una vasta biblioteca di caratteristiche dei componenti, in modo da permetterne in modo completamente trasparente la simulazione: basta infatti ad es. scegliere il tipo di transistor per caratterizzare il comportamento del circuito in cui viene inserito.
Vediamone subito un esempio con un transistor molto diffuso: il2N2222
Dopo aver aperto un nuovo progetto, possiamo infatti scegliere col mouse il simbolo del transistor e piazzarlo al centro dello schermo. La finestra associata ci permetterà di scegliere il tipo, confermato dall'OK. Dovremo poi sistemare tutti gli altri componenti necessari: l'alimentazione (ad es. 5V), resistenza di collettore e partitore di polarizzazione, per ottenere questa configurazione:
Si vede che Q1 è in piena conduzione (si sottintende che va applicata la procedura già vista, per il calcolo e la visualizzazione di tensione ai nodi e correnti nei rami) e potrebbe essere interessante la variazione dei singoli parametri per vedere il comportamento di Q1.
E' per es. chiaro che se si azzera R3, Q1 passa in interdizione, ed allora introduciamo un interruttore fra il nodo 2 e la massa. Per questo dobbiamo selezionare (doppio click): Component/Animation/Animated SPST Switch, e sistemarlo in parallelo ad R3.
Cambiamo però adesso il metodo di calcolo: Analysis/Dynamic DC/Run
Questo consente un calcolo permanente (fino all'esclusione con Dynamic DC/Exit Analysis), quindi una simulazione "in tempo reale": con doppio click sullo switch , questo si chiude o si apre, ma nello stesso tempo vengono aggiornate le indicazioni di tensioni e correnti. Per rendere più evidente il funzionamento, aggiungiamo un LED in serie al collettore (ed annulliamo le indicazioni relative ai nodi ed ai rami). Con Component/Animation/Animated Analog LED possiamo scegliere il colore del LED (ad es. rosso) da piazzare fra R1 e collettore di Q1.

Abbiamo realizzato un elemento logico NOT (con switch aperto il LED si accende, quando è chiuso il LED si spegne).Con l'aggiunta di diodi, possiamo farlo diventare un NAND

Proviamo infatti (con Analysis DC inserita) a commutare separatamente i 2 switch: solo con entrambi aperti si avrà l'accensione del LED. Assumendo infatti come "1" la tensione >1V e come "0" la tensione <1V , gli ingressi sono ad "1" con switch aperti (e l'uscita va a "0" , quindi LED acceso), Vedremo che questo ci permetterà la simulazione di intere configurazioni logiche, utilizzando elementi integrati standard (TTL, CMOS, ecc.).
Partendo dalla semplice configurazione iniziale del circuito a transistor visto precedentemente, vogliamo ora studiarne il comportamento come amplificatore di segnale. Naturalmente vengono modificati i valori delle resistenze di collettore e di polarizzazione ed aggiunto un generatore di segnale sinusoidale da 0.5V, 5KHz, accoppiato mediante condensatore.

L'analisi transitoria di questa configurazione (si dà ora per scontatala procedura da adottare), mostra l'amplificazione in tensione (rispettivamente ingresso nodo 4 ed uscita nodo 1)
(è evidente la tendenza alla saturazione nei picchi inferiori, quindi si rivela opportuno un ritocco alla polarizzazione). Quello che interessa particolarmente evidenziare è però il comportamento a frequenze diverse: se per es. si passa ad 1 KHz, cosa succede? (lasciamo l'interrogativo ai lettori).
Vediamo ora un tipico caso di amplificazione di corrente.
Supponiamo di avere un sensore (V1) con grande resistenza interna (R1) e di doverlo applicare ad uno strumento a bassa resistenza (R2), cioè un circuito come questo:
La simulazione, con V1=2Vcc, mostra che al "carico" arrivano solo 182mV (la corrente circolante nel circuito è solo 3,6mA).
Se però interponiamo un transistor (in configurazione emitter-follower), alimentato da una semplice batteria da 1.5V, la corrente al carico raggiunge i 23mA, quindi con una tensione di 1.145V (contro i 0,182V precedenti)

Ma potrebbe venire il dubbio che la "linearità" di questa amplificazione sia dubbia, ed ecco allora come procedere con MicroCap.
Se il generatore V1 viene fatto salire linearmente da 0 a 2V in un certo tempo (ad es. 10s), il grafico delle tensioni dovrebbe rivelarci questa relazione. Per questo nel riquadro di programmazione di V1 dobbiamo scegliere la modalità PWL ed introdurre i dati dell'andamento desiderato:
Avviando ora il calcolo (Analysis/Transient ) ed impostando opportunamente i vari parametri della finestra Transient Analysis Limits (Time range=10, Time step=1, plot di v(1) e v(4), con scala tempi 10,0,1 e scala tensioni 2,0,0.5), si ottiene questo andamento:
Il risultato è che v(4), cioè l'uscita, è abbastanza lineare, ma non proporzionale a v(1) (off-set di circa 0.7V).
Questo suggerisce l'introduzione di un diodo (D1) nel circuito di emettitore (ed anche il raddoppio della batteria, per raggiungere 3V ed evitare limitazioni):

Rifacendo il calcolo, il grafico ora risulta:
Non ancora perfetto, ma non male!
Come si vede, la simulazione può portare a soluzioni pratiche che richiederebbero altrimenti una buona conoscenza della teoria (e la disponibilità dei dati relativi al transistor per il calcoli) oppure, nella peggiore delle ipotesi, una lunga e dispendiosa sperimentazione diretta sul circuito.