- •Государственный комитет российской федерации по высшему образованию
- •Приложение
- •I. Варианты анализа
- •1.1 Анализ по постоянному току
- •1.2. Анализ по переменному току
- •1.3. Временной анализ (анализ переходных процессов)
- •1.4. Анализ температурной зависимости
- •Сходимость
- •2. Формат входных данных
- •3. Язык описания схем
- •3.1. Карта заголовка
- •Резисторы
- •Конденсаторы и индуктивности
- •Индуктивно связанные катушки (линейный трансформатор)
- •Lyyyyyyy и Lzzzzzzz - имена двух связанных индуктивностей
- •Длинные линии (без потерь)
- •Линейные зависимые источники
- •1. Импульс pulse(v1 v2 td tr tf pw per)
- •2. Синусойда sin(vo va Freq td Theta)
- •3. Экспонента exp(v1 v2 td1 tau1 td2 tau2)
- •5. Частотно модулированный sffm(vo va fc mdi fs)
- •Карта .Model
- •Модель диода
- •Модели биполярных транзисторов (n-p-nиp-n-p)
- •Модели полевых транзисторов с управляющим p/n-переходом и каналом n-иp-типа.
- •Модели моп-транзисторов с каналами n-иp-типа.
- •Подцепи
- •Карта subckt
- •Вызов подцепеи
- •Карта .Op
- •Карта .Nodeset
- •Карта .Ic
- •Карта .Tf
- •Карта .Sens
- •Карта .Ac
- •Карта .Disto
- •Карта .Noise
- •Карта .Tran
- •Карта .Four
- •Карта .Print
- •Карта .Plot
- •VI. Вспомогательные директивы
- •6.1. Редактор входных сигналов StmEd
- •6.2. Графический постпроцессор probe
- •6.3. Управляющая оболочка shell
- •VI. Приложение а примеры заданий на расчет цепей
- •10.1 Цепь 1
- •10.2 Цепь 2
- •10.3 Цепь 3
- •10.4 Цепь 4
- •10.5 Цепь 5
- •X. Приложение b
- •11.1 Источники тока, управляемые напряжением.
- •11.2 Источники напряжения, управляемые напряжением.
- •11.3 Источники тока, управляемые током.
- •11.3 Источники напряжения, управляемые током.
- •Рекомендуемая литература
- •Дополнительная литература
- •Содержание
Карта .Model
.MODEL MNAME TYPE (Pname1=Pval1 Pname2=Pval2 ...)
Эта карта определяет параметры модели, которые будут использованы для одного или более п/п-приборов.
MNAME - имя модели
TYPE - один из следующих семи типов :
NPN - биполярный транзистор типа n-p-n
PNP - биполярный транзистор типа p-n-p
D - диод
NJF - полевой транзистор с управляющим p/n-переходом и каналом n-типа
PJF - полевой транзистор с управляющим p/n-переходом и каналом p-типа
NMOS - полевой транзистор с каналом n-типа
PMOS - полевой транзистор с каналом p-типа
Конкретные параметры задаются включением в карту имени параметра (как они определены ниже для каждого типа модели), следующим за ним знаком равенст-ва и величиной параметра. Параметры модели, которые не определены явно, полу-чают значение по умолчанию (их величины также описаны ниже).
Модель диода
Характеристики диода на постоянном токе определяются параметрами IS и N. Программа позволяет задать омическое сопротивление базы диода RS. Эффект зарядовой памяти моделируется заданием среднего времени жизни неосновных носителей в базе TT; нелинейная барьерная ёмкость описывается параметрами CJO, VJ и M. Температурная зависимость тока насыщения определяется заданием EG (ширины запрещённой зоны) и XTI (значение экспоненты в формуле для тока насыщения. Обратный пробой моделируется экспоненциальным увеличением обратного тока и определяется параметрами BV и IBV (оба - положительные числа).
NN |
имя |
параметр |
размер-ность |
умолч. |
* |
1 |
IS |
ток насыщения |
А |
1E-14 |
* |
2 |
RS |
омическое сопротивление баз |
Ом |
0 |
* |
3 |
N |
коэффициент эмиссии |
-- |
1 |
|
4 |
ТТ |
среднее время жизни не основных носителей |
сек |
0 |
|
5 |
CJO |
ёмкость p/n-перехода при нулевом смещении |
Ф |
0 |
* |
6 |
VJ |
потенциал p/n-перехода |
В |
1 |
|
7 |
M |
grading coefficient |
-- |
0.5 |
|
8 |
EG |
ширина запрещённой зоны |
эВ |
1.11 |
|
9 |
XTI |
температурная экспонента тока насыщения |
-- |
3.0 |
|
10 |
KF |
коэффициент фликкер-шума |
-- |
0 |
|
11 |
AF |
экспонента фликкер-шума |
-- |
1 |
|
12 |
FC |
коэффициент в формуле для диффузионной ёмкости |
-- |
0.5 |
|
13 |
BV |
напряжение обратного пробоя |
В |
неопр. |
|
14 |
IBV |
ток обратного пробоя |
А |
1E-3 |
|
Модели биполярных транзисторов (n-p-nиp-n-p)
Модели биполярных транзисторов в SPICE являются адаптацией известной интегральной модели Гуммеля-Пуна. Эта модификация позволяет моделировать некоторые эффекты, проявляющиеся при больших смещениях. Когда требуемые параметры не заданы, программа будет автоматически упрощать задачу, сводя её к модели Эберса-Молла. Имена параметров, используемые в данной реализации, подобраны так, чтобы облегчить пользователю работу с системой : это, как правило, аббревиатуры известных понятии.
Модель по постоянному току определяется параметрами IS, BF, NF, ISE, IKF и NE, которые определяют прямой участок характеристики ; IS, BR, NR, ISC, IKR и NC, определяющие её обратный участок ; VAF и VAR, которые задают выходную проводимость на прямом и обратном участках, соответственно. Возможно задание трёх омических сопротивлении (базы, коллектора и эмиттера) -- RB, RC, RE, причём при больших базовых токах, сопротивление базы может зависеть от него. “Зарядовая память” базы моделируется прямым и обратным временем жизни не основных зарядов TF и TR (причём, если требуется, можно задать зависимость TF от смещения), а также нелинейной барьерной емкостью, которая определяется величинами CJE, VJE и MJE для перехода база-эмиттер, CJC, VJC и MJC для перехода база-коллектор, CJS, VJS и MJS для перехода коллектор-подложка. Температурная зависимость тока насыщения IS определяется энергией запрещённой зоны EG и температурной экспонентой XTI. Температурная зависимость тока базы моделируется в новой модели бетта-температурной экспонентой XTB.
Параметры биполярных транзисторов используются в модифицированной модели Гуммеля-Пуна, приведённой ниже. Имена параметров, используемых в ранних версиях SPICE-2 не изменялись.
NN |
имя |
п а р а м е т р |
размер-ность |
умолч. |
* |
1 |
IS |
ток отсечки |
А |
1Е-16 |
* |
2 |
BF |
максимальный идеальный коэффициент усиления по току в схеме с ОЭ |
-- |
100 |
|
3 |
NF |
идеальный максимальный коэффициент усиления по току в схеме с ОБ |
-- |
1.0 |
|
4 |
VAF |
напряжение Эрли при прямом включении транзистора |
В |
-- |
|
5 |
IKF |
|
А |
-- |
* |
6 |
ISE |
|
А |
0.0 |
* |
7 |
NE |
|
-- |
1.5 |
|
8 |
BR |
|
-- |
1 |
|
9 |
NR |
|
-- |
1 |
|
10 |
VAR |
|
В |
-- |
|
11 |
IKR |
|
А |
-- |
* |
12 |
ISC |
|
А |
0 |
* |
13 |
NC |
|
-- |
2 |
|
14 |
RB |
сопротивление базы при прямом смещении |
Ом |
0 |
* |
15 |
IRB |
|
А |
-- |
* |
16 |
RBM |
минимальное сопротивление базы на высоких токах |
Ом |
RB |
* |
NN |
имя |
п а р а м е т р |
размер-ность |
умолч. |
* |
17 |
RE |
сопротивление эмиттера |
Ом |
0 |
* |
18 |
RC |
сопротивление коллектора |
Ом |
0 |
* |
|
19 |
ёмкость перехода база-эмиттер при нулевом смещении |
Ф |
0 |
* |
20 |
VJE |
|
В |
0.75 |
|
21 |
MJE |
|
-- |
0.33 |
|
22 |
TF |
время пролёта не основных носителей через базу при прямом включении транзистора |
сек |
0 |
|
23 |
XTF |
|
-- |
0 |
|
24 |
VTF |
|
В |
-- |
|
25 |
ITF |
|
А |
0 |
* |
26 |
PTF |
сдвиг фазы на частоте freq= =1.0/(TF*2*pi) Гц |
град |
0 |
|
27 |
CJC |
ёмкость перехода база-коллектор при нулевом смещении |
Ф |
0 |
* |
28 |
VJC |
напряжение отсечки |
В |
0.75 |
|
29 |
MJC |
|
-- |
0.33 |
|
30 |
XCJC |
часть ёмкости перехода база-коллектор, относящаяся к внутреннему базовому выводу |
-- |
1 |
|
31 |
TR |
время пролёта неосновных носителей через базу при обратном включении транзистора |
сек |
0 |
|
32 |
CJS |
ёмкость коллектор-подложка при нулевом смещении |
Ф |
0 |
* |
33 |
VJS |
|
В |
0.75 |
|
34 |
MJS |
|
-- |
0 |
|
35 |
XTB |
температурная экспонента прямого и обратного коэффициентов усиления по току в схеме с ОБ |
-- |
0 |
|
36 |
EG |
ширина запрещённой зоны |
эВ |
1.11 |
|
37 |
XTI |
температурная экспонента тока отсечки |
-- |
3 |
|
38 |
KF |
коэффициент фликкер-шума |
-- |
0 |
|
39 |
AF |
экспонента фликкер-шума |
-- |
1 |
|
40 |
FC |
коэффициент в формуле для диффузионной ёмкости |
-- |
0.5 |
|