120 4. Идентификация параметров моделей с помощью PARTS

4.2. ДИОДЫ

Основные параметры модели диода (подробнее см. работы [1] и [2]), идентифицируемые программой PARTS:

N- коэффициент неидеальности в показателе экспоненты для тока неосновных носителей заряда;

Такие параметры, как NBV, IBVL, NBVL, TBV1, TBV2, TRS1, TRS2,

программой не идентифицируются.

Экран "Forward Current"

Прямая ветвь ВАХ

Этот экран позволяет подобрать аппроксимацию ВАХ открытого диода. По трем точкам прямой ветви ВАХ автоматически определяются три параметра - IS, RS и IKF. Точки желательно выбирать так, чтобы первая соответствовала низким уровням инжекции, при которых ВАХ близка к экспоненциальной, вторая - средним уровням инжекции и третья - высоким, при которых отчетливо проявляется сопротивление RS. Не при любых значениях тока и напряжения в этих точках параметры могут быть идентифицированы. Нередко может получаться отрицательное сопротивление RS и в этих случаях программа сообщает, что надо изменить в ту или иную сторону какие-то из заданных токов. Можно также попытаться в этих случаях немного варьировать величиной N.

Если известна только одна точка ВАХ, ее следует повторить трижды, т.е. задать все три требуемых точки одинаковыми. В этом случае будет идентифицирован только ток IS при заданных величинах RS и IKF. Если известны две точки ВАХ, то одну из них следует задать в качестве первой, а другую - в качестве второй и третьей. В этом случае будут идентифицироваться IS и RS при заданной величине IKF.

Остальные параметры - N, XTI и EG можно подбирать, непосредственно задавая их значения. Значения параметров по умолчанию соответствуют кремниевым диодам. Впрочем, изменять величину N без серьезных оснований не следует. Для диодов Шотки точнее значения XTI=2, EG=0.69 В. Для подбора XTI полезно построить семейство графиков для разных температур.

Экран "P-N Capacitance"

Барьерная емкость перехода

122 4. Идентификация параметров моделей с помощью PARTS

Этот экран позволяет подобрать аппроксимацию зависимости барьерной емкости от запирающего напряжения. Качество аппроксимации этой зависимости обычно не очень влияет на точность моделей выпрямительных, ключевых или мощных диодов, но весьма существенно при создании модели варикапа.

Первая из вводимых точек зависимости C(V) должна соответствовать минимальному запирающему напряжению (можно задать его равным нулю), вторая - большему напряжению. В результате будут автоматически определены параметры CJ0 и M при заданных VJ и FC. Если известна только одна точка зависимости C(V), ее следует задать в качестве обеих требуемых для идентификации точек. В этом случае программа определит только величину CJ0 при заданных значениях остальных параметров. Величину M в этой ситуации следует задавать исходя из типа p-n перехода: 0.5 для резкого перехода, 0.3333 для плавного.

Параметры VJ и FC мало влияют на величину барьерной емкости и то практически только при прямом смещении на переходе, когда само влияние барьерной емкости на характеристики диода становится слабым, поскольку начинает доминировать диффузионная емкость. Поэтому обычно заданные по умолчанию значения этих параметров, характерные для кремниевых диодов, можно не изменять.

При точном описании емкостей, особенно для высокочастотных схем, надо учитывать, что в реальном диоде помимо нелинейных емкостей p-n перехода имеется еще постоянная емкость между выводами диода. Эта емкость не входит в модель и при расчете на PSpice должна включаться как внешняя. Но в этом случае в PARTS при задании значений емкостей следует вычитать из экспериментальных или справочных значений величину этой паразитной емкости.

Экран "Reverse Leakage"

Рекомбинационная составляющяя тока диода

Ток основных носителей, главной составляющей которого является ток рекомбинации-генерации в переходе, влияет и на прямую, и на обратную ветви ВАХ диода (см. работу [1]). Однако PARTS рассчитывает параметры этого тока только исходя из обратной ветви, что может вносить определенную погрешность в ВАХ открытого диода. В данном экране по значению обратного тока при некоторой величине запирающего напряжения рассчитываются параметры ISR и R. При этом влияющие на этот ток параметры VJ и M берутся из предыдущего экрана.

Экран "Reverse Breakdown"

Область пробоя

В качестве данных для идентификации параметров области пробоя задаются напряжение, ток и дифференциальное сопротивление в этой точке. По этим данным PARTS определяет параметры одной составляющей тока в области пробоя, хотя в модели предусмотрены две составляющие, позволяющие подогнать под экспериментальные или справочные данные не одну, а две точки в области пробоя.