ОПрЭКБ лабы / Актуальные методы / 122 Пр ПР_БЧ ОП ЭКБ. ПРАКТИКА 06n
.pdf
Основы проектирования ЭКБ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭКБ
6.Определение параметров SPICE-моделей.
Всостав пакета программ OrCAD входит программа идентификации spiceпараметров моделей полупроводниковых приборов PSpice Model Editor. Интерфейс выполнен в стандартном для Windows приложений стиле и содержит текстовое меню в составе: File, Edit, View, Model, Plot, Tools, Window и Help.
Наиболее часто используемые команды задублированы пиктограммами. Слева расположено окно, в котором отображается список имен активных моделей с указанием их типа. Справа расположено окно для отображения параметров выбранной модели или экранов для ввода исходных данных и отображения графиков.
Основы проектирования ЭКБ
В нижней части экрана редактора отображается таблица (рис. 10) spiceпараметров.
В таблице указываются минимально и максимально возможные значения параметров, значения, устанавливаемые по умолчанию. В колонке Value первоначально отображаются значения параметров, устанавливаемые по умолчанию. После ввода соответствующих справочных данных в окно активного экрана и выполнения команды Extract значения параметров, помеченных галочкой в колонке Active, замещаются в колонке Value рассчитанными программой PSpice Model Editor значениями.
Основы проектирования ЭКБ
Основы проектирования ЭКБ
6.1. Расчет ВАХ SPICE-модели JFET с параметрами, заданными по умолчанию.
С помощью программы AIM Spice построить зависимости, характеризующие работу полевого транзистора с управляющим p-n переходом, параметры которого заданы по умолчанию. Получить зависимость крутизны вольтамперной характеристики (gFS = dIС/dUЗИ) от тока стока
(gFS = f(IС)).
Для получения зависимости gFS = f(IC) необходимо при фиксированном напряжении между стоком и истоком продифференцировать зависимость тока стока от напряжения на затворе. Подобную операцию возможно совершить с применением средств AIM Postprocessor. Так, для этого необходимо выполнить следующие шаги:
загрузить в AIM Postprocessor выходные характеристики транзистора, получен-
ные в AIM Spice;
создать график, в котором по оси ординат отложена зависимость модуля производной тока стока по напряжению на затворе, а по оси абсцисс– непосредственно ток стока;
полученную кривую сохранить в формате *.txt, выполнив команду File → Export to File. В возникшем окне следует выбрать пункт «From active window», после чего будет предложен выбор кривых для экспорта. Выбрать нужную кривую и, нажав OK, сохранить кривую.
Сохраненную в текстовом файле зависимость gFS = f(IС) внести в таблицу, приведенную во вкладке «Transconductance» модуля PSPICE Model Editor. Выполнив команду Extract, определить SPICE-параметры транзистора: BETA, RS и RD.
6.2.Моделирование JFET по экспериментальным ВАХ.
Втаблице 1 приведены выходные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом, полученные экспериментально. По данным таблицы 1 получить:
зависимость крутизны вольтамперной характеристики транзистора от тока стока
(gFS = f(IС));
зависимость тока стока от напряжения затвор-исток (IС = f(UЗИ)).
Внести полученные зависимости gFS = f(IС) и IС = f(UЗИ) в таблицы, приведенные во вкладках «Transconductance» и «Transfer Curve» модуля PSPICE Model Editor и определить
SPICE-параметры рассматриваемого транзистора.
Основы проектирования ЭКБ
Таблица 1 – Экспериментальные выходные вольтамперные характеристики полевого транзистора с управляющим p-n переходом
UЗИ = 0 В |
UЗИ = 0,2 В |
UЗИ = 0,4 В |
UЗИ = 0,6 В |
UЗИ = 0,8 В |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
IС, мА |
UСИ, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
0,4 |
0,6 |
0,6 |
0,4 |
0,4 |
0,2 |
0,2 |
0,16 |
0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,8 |
0,8 |
0,8 |
0,6 |
0,8 |
0,24 |
0,4 |
0,2 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,14 |
1 |
0,9 |
1 |
0,68 |
1 |
0,32 |
0,6 |
0,24 |
0,75 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,24 |
1,2 |
1 |
1,3 |
0,72 |
1,2 |
0,4 |
0,8 |
0,28 |
2,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,32 |
1,4 |
1,08 |
1,5 |
0,74 |
1,4 |
0,46 |
1 |
0,32 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,4 |
1,6 |
1,12 |
2 |
0,78 |
1,8 |
0,48 |
1,2 |
0,36 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,48 |
2 |
1,16 |
2,4 |
0,8 |
2,3 |
0,5 |
1,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,52 |
2,2 |
1,1 |
3 |
0,84 |
3 |
0,52 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,58 |
3 |
1,2 |
3,5 |
0,88 |
5 |
0,53 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,6 |
3,4 |
1,25 |
5 |
0,925 |
8 |
0,56 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,68 |
5 |
1,32 |
8 |
|
|
0,62 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,78 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В среде AIM SPICE смоделировать выходные характеристики транзистора в схеме из
п. 6.1 со SPICE-параметрами, извлеченными из экспериментальных ВАХ. Сравнить результаты моделирования с экспериментом.