香料为半导体组件模型参数

2020年6月23日

关键的外卖

每一个组件,用于模拟都有香料与一组模型参数定义电行为。
香料模型参数需要专门的组件定义以模拟电子的行为。
如果你建立了专门的组件模型,您需要定义模型参数数据从您的组件。

香料对电路仿真模型参数

每个组件在这个布局需要一个香料的电路仿真模型示意图。

不是很好,如果你需要每个组件包括一个香料即时电路仿真模型?这并非总是如此。常见的组件和被动者通常有简单的模型,定义了输出电压或电流作为输入信号的函数。这些模型可能定义阻抗(例如,电容和电感器)作为频率的函数,它允许交流模拟。不幸的是,复杂的组件可能不包括香料模型,您需要构建一个香料模型组件如果你想使用它们在电路模拟。

如果你使用正确的设计软件,香料模拟将开始在你在你连接组件到电路示意图。创建模拟涉及复杂的组件需要定义SPICE模型参数为每个组件示意图。然后使用香料模型构建和解决标准电路模型与数值计算方法。

一旦你的模拟完成,您会收到一组图表显示电行为与输入信号电平的变化(直流扫描或小信号分析),频率,或时间。为了使用香料在这些类型的模拟模型,模型参数需要被定义为每个这些域。考虑到这一点,让我们看看香料的解剖模型和每个香料模型参数与不同类型的模拟。

在香料模型是什么?

一般来说,有两种类型的香料模型:

来源:这些描述电压/电流源电路,可以建模为瞬变,分段线性的,正弦、脉冲,正方形,三角形,或锯齿波。可以建模为来源或独立来源的依赖。
组件:这些收到来自一个源或从另一个组件的输出。组件使用终端定义和香料模型中相关的终端匹配组件针您应该看到你的示意图。

香料模型的每一个方面是使用文本与特定的语法定义的。设计师的工作就是定义这些不同来源的组件或分支电路在SPICE模型文件,它将被分配到一个组件或电路块示意图。

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评论说,继续行

有一些基本的语法规则,这将帮助你了解你的香料模型文件:

评论:一行开头星号(*)是注释掉了,而不是阅读的模拟程序。如果一个分号(;)放置在中间的一条线,一切分号后评论道。
继续行:如果一条线以加号(+)开始,这条线是上一行的延续。这是标准的使用情况表明每个香料模型参数作为组件模型的一部分。SPICE模型参数定义一个模型使用这些不断线。

香料模型开始评论行文本描述电路或组件被创建。这些线可能包含作者信息,修改日期或数字,和任何其他信息用户需要理解模型。

香料网表是一个电路的描述元素的融合。它通常包含一组对象,例如:电路元件的信,节点寄存器,模型名称,然后相应的组件值。MOSFET,例如,可能会流失,大门,来源,和身体长度和宽度值,阈值电压,和跨导参数。

模型和子电路

这两个词有时可以互换,但他们有很大的不同。一种香料模型使用一个数学方程来生成一个输出电压/电流从一个给定的一组输入和香料模型参数。模型可用于定义定制的标准电路的输入组件(例如,是机器或二极管),或模型的作者可以写出一个定义之间的关系方程输入,输出和模型参数。所有香料模型使用得声明中声明。

分支电路是一种文本表示的标准电路元件组成的电路。一个示意图,其中包含一组标准组件可以导出分支电路,有时被称为一个网表,可以分配给您的专用组件。如果你有一个文件有两个子电路(SCKT1和SCKT2)这两个调用第三个分支电路(SCKT3),您可以编写SCKT3作为一个单独的分支电路在同一个文件中。所有香料子电路使用.SUBCKT声明中声明。

与香料香料分支电路模型参数

香料分支电路和网表的例子

例子香料模型参数

一些常见的组件可以有复杂的香料模型与多个参数。这些参数可能不明显简单地通过观察示意图的象征,但他们很快变得明显看方程描述的电气输入/输出关系。这里有一些更复杂的香料模型参数的例子,你会发现晶体管,形成许多香料子电路的基础你需要建立你的组件。

大型和小型信号晶体管模型

晶体管将使用两个不同的香料模型,根据晶体管是否会操作的大信号或小信号机制。当一个输入应用于基础(场效应管或门),操作点远离偏见点沿着晶体管的载重线。小信号参数描述晶体管的响应时,操作点周围的线性区域内移动直流偏置点。这是很重要的,如果一个交流信号应用于基础/门,作为一个大的振幅会导致收集器/源电流饱和。

如果你的晶体管将从线性政权进入饱和,您需要定义大信号模型参数的晶体管作为分支电路的一部分。28香料的全套模型参数是允许你晶体管行为模型的线性和饱和区域。相关的模型参数是为了捕捉晶体管的以下方面:

材料特性:包括电子能带隙等方面,交通饱和电流、掺杂梯度,和内置电压。
温度系数:这些值定义的电气参数模型如何改变力量消散的通道。
零偏压参数:基极发射极和基极集电极电流之间需要定义,以及正向偏压电容器损耗系数。

一旦你为你的香料模型定义这些参数,您可以构建一个分支电路组件通过引用您的晶体管模型。

SiC场效电晶体

香料对SiC mosfet模型参数类似于大信号晶体管模型参数,但他们也包括通道几何和更基本的材料参数。更多地关注材料流动性和栅氧化层厚度等参数是很重要的,因为没有一个单独的SiC mosfet模型。不同的模型是用来描述SiC mosfet和SiC-GaN mosfet,每个需要不同的参数。因为这些组件,描述这些组件与香料模型仍然是一个研究团体的重要主题。一些制造商的SiC mosfet提供香料的组件模型,可以用来模拟类似组件通过编辑SPICE模型文件。

MOSFET香料模型参数

MOSFET的香料模型参数是广泛的。

二极管模型

尽管你可能已经被告知101年电子产品类二极管是简单的组件、半导体的内部结构意味着这些组件可以非常复杂。总的来说,二极管需要15香料模型参数的准确描述电子的行为。同样适用于15个参数肖特基二极管和pn二极管。一些例子包括击穿电压和电流,饱和电流和引线电阻。真正的二极管的最后一点是相当重要的,这将减少总在半导体二极管的电压降。

更复杂的组件

组件,如光电晶体管CCD阵列,adc,继电器可以被描述为子电路或现象学模型。你需要的方法取决于组件的复杂性和数据表是否有足够的信息建立一个精确的电子模型。现象学的路线是最容易当你只是生产一个方程(通常多项式),再现了一些性能数据表的图。然而,有可能产生一些错误的范围外的设备操作使用组件来构建数学模型。

你可以包括其他寄生香料模型吗?

很简单,您可以包括寄生在香料模型或分支电路。子电路,所生成的网表从你需要寄生元素包含在您的电路原理图。例子包括寄生电容导体之间的组件,引线电感,电感的直流电阻。你自动生成将包括这些元素的网表。

香料模型在大多数香料模拟器,您需要显式地定义寄生在你的模型参数与特定的值。他们将用你的模型生成输出电路仿真中。这些模型可以得到相当复杂的文本层面包括寄生在标准模型组件需要调整组件的电路模型。注意,这些寄生只是定义组件;他们不回到你的PCB布局有关。

重要的是,在PSpice软件您可以添加寄生动态选择理想的组件和快速模拟这些结果。这大大加快你的过程。

高质量的布局工具将能够提取这些寄生在你PCB布局,所以它并不总是必要的包括在电路仿真。确定阻抗作为一个例子,这是很重要的在你的PCB布局,这取决于跟踪几何和衬底介电常数,而不是在你的香料模型。最佳阻抗匹配你的组件,您可以使用一个香料与电路仿真来确定输入阻抗频率扫描,然后用这个作为设计目标确定跟踪阻抗匹配所需尺寸。

LDO稳压器线路图