1.3. Временной анализ (анализ переходных процессов)

Этот тип анализа предоставляет возможность рассчитать выходную переменную как функцию времени. Оператор должен определить временной интервал на котором будет производится анализ. Начальные условия автоматически определяются из анализа по постоянному току. Всем источникам, которые не зависят от времени (например, источникам питания) присваивается их номинальное значение. Для моделирования синусоидальных сигналов большой (т.е. когда не допускается линеаризация нелинейных элементов одной прямой на всём диапазоне изменения сигнала) величины можно применить Фурье-анализ формы выходного сигнала для получения Фурье-коэффициентов в частотной области. Временной интервал для анализа переходных процессов задаётся в карте .TRAN, а указание провести Фурье-анализ—картой .FOURIER.

1.4. Анализ температурной зависимости

• Все входные данные для SPICE принимаются измеренными при температуре 27 °C (300 °K). В процессе моделирования предполагается, что температура остаётся номинальной т.е. 27 °C. Однако, поведение схемы может быть смоделировано и при любой другой температуре с использованием карты .TEMP.

Температура входит в экспоненциальный член в модельные уравнения для биполярного транзистора и диода. К тому же насыщенные токи имеют возрастающую температурную зависимость. Температурная зависимость насыщенного тока в моделях биполярных транзисторов определяется так :

I_S(T1) = I_S(T0) * (T1/T0) ^XTI *

* EXP (q * EG * T1-T0)) / (k * T0 * T1) (1)

где k -- постоянная Больцмана

q - электрическии заряд

EG - ширина запрещенной зоны (параметр модели)

XTI - температурная экспонента насыщенного тока (параметр модели, обычно равна 3).

Температурная зависимость прямой и обратной beta определяется по формуле

beta(T1) = beta(T0) _ (T1/T0) ^XTB (2)

где T0 и T1 -- в градусах Кельвина,

XTB- определяемый пользователем параметр модели.

Температурное воздействие на beta определяется объявлением соответствующих значении переменным BF, ISE, BR, ISC. Температурная зависимость насыщенного тока в модели “p-n -диода” определяется так :

IS(T1) == IS(T0) * (T1/T0) ^XTI/ / ^N*

*EXP (q * EG * (T1-T0)(3) / k * N * T0 * T1

где N- коэффициент эмиссии (параметр модели); описание других символов см. в предыдущих формулах.

Замечено, что для барьерного диода Шоттки величина температурной экспоненты насыщенного тока, XTI, обычно равна 2.

Потенциал перехода PHI также зависит от температуры, и это справедливо для всех моделеи полупроводниковых приборов. Эта зависимость описывается сле-дующеи формулой :

• PHI(TEMP) == k _ TEMP / q* log (Na * Nd / Ni(TEMP) (4)

где k - постоянная Больцмана

q - электрическии заряд

EG - ширина запрещенной зоны (параметр модели)

Na - концентрация акцепторной примеси

Nd - концентрация донорной примеси

Ni - концентрация собственных носителеи

Температура появляется и в формуле для поверхностной подвижности зарядов, UO (в моделях МОП-приборов):

UO(TEMP) = UO(Tnom) / (TEMP/Tnom) ^1.5 (5)

Эффект воздеиствия температуры на резистивные элементы моделируется следующеи формулой :

value(TEMP) = value(Tnom)

[1 + TC1*(TEMP-Tnom) + TC2*(TEMP-Tnom)] (6)

где TEMP—температура при которой ведётся анализ

Tnom - номинальная температура

TC1 - температурный коэффициент первого порядка

TC2 - температурный коэффициент второго порядка