Приложение D. Компоненты: параметры моделей PSpice

Знак * указывает, что элемент может быть повторен.

В — полевой транзистор GaAsFET

В[имя] <узел стока> <узел затвора> <узел истока> <имя модели> <[площадь]>;

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
LEVEL Тип модели (1 = Curtice, 2 = Raytheon) 1  
VTO Барьерный потенциал -2,5 В
ALPHA Константа, определяющая зависимость тока стока, от напряжения сток-исток 2 B-1
В Коэффициент легирования 0,3  
BETA Транскондуктивность, связывающая ток стока с напряжением 0,1 А/В²
LAMBDA Константа, учитывающая модуляцию длины канала 0 В-1
RG Омическое сопротивление затвора 0 Ом
RD Омическое сопротивление стока 0 Ом
RS Омическое сопротивление истока 0 Ом
IS Ток насыщения pn-затвора 1Е-14 А
M Коэффициент лавинного умножения pn-затвора 0,5  
N Коэффициент эмиссии pn-затвора 1  
VBI Потенциал pn-затвора 1 В
CGD Емкость затвор-сток при нулевом смещении 0 Ф
CGS Емкость затвор-исток при нулевом смещении 0 Ф
CDS Емкость сток-исток 0 Ф
TAU Время переноса заряда 0  
FC Коэффициент нелинейности прямосмещенной барьерной емкости 0,5  
VTOTC Температурный коэффициент VTO 0  
BETATCE Температурный коэффициент BETA 0  
KF Коэффициент спектральной плотности фликкер-шума 0  
AF Показатель спектральной плотности фликкер-шума 1  

[площадь] — относительная площадь устройства, по умолчанию ее значение равно 1. Компонент GaAsFET, как показано на рис. D.1, смоделирован как встроенный полевой транзистор (FET) с омическим сопротивлением RD, включенным последовательно со стоком, второе омическое сопротивление RS включено последовательно с истоком и третье омическое сопротивление RG — последовательно с затвором.[10]

Curtice и Raytheon представляют собой модели, названные по именам авторов. Описание приведено, соответственно, в работах:

[1] W. R. Curtice, «А MOSFET model for use in the design of GaAs integrated circuits», IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, MTT-28, 448-456 (1980).

[2] H. Statz, P. Newman, I. W. Smith, R. A. Pucel, and H. A. Haus, «GaAs FET Device and Circuit Simulation in SPICE», IEEE Transactions on Electron Devices, ED-34,160-169 (1987). (Прим. переводчика.)

Рис. D.1. Модель для арсенид-галлиевых транзисторов GaAsFET


С — конденсатор

С<имя> <+узел> <-узел> [имя модели] <значение> [IС = начальное значение>]

Параметры модели Параметр Значения по умолчанию Единицы
С Коэффициент, на который умножается емкость 1  
VC1 линейный коэффициент напряжения 0 B-1
VC2 квадратичный коэффициент напряжения 0 В-2
TC1 линейный коэффициент температуры 0 °C-1
ТС2 квадратичный коэффициент температуры 0 °C-2

Если [имя модели] отсутствует, то <значение> приведенное далее, представляет собой емкость в фарадах. Если [имя модели] задано, то емкость вычисляется по формуле

<3начение> C(I + VC1·V + VC2·V²)(I + TC1(T – Tnom) + TC2(T - Tnom)²),

где Tnom — номинальная температура, установленная опцией TNOM.

D — диод

D<имя> <+узел> <-узел> <имя модели> [площадь]

Параметры модели Параметр Значения по умолчанию Единицы
IS Ток насыщения 1Е-14 А
N Коэффициент эмиссии 1  
RS Паразитное сопротивление 0 Ом
CJO Емкость pn-перехода при нулевом смещении 0 Ф
VJ Потенциал pn-перехода при прямом смещении 1 В
M Коэффициент лавинного умножения pn-перехода 0,5  
FC Коэффициент нелинейности емкости прямосмещенного перехода 0,5  
TT Время переноса заряда 0 с
BV Обратное напряжение пробоя бесконечно большое В
IBV Обратный ток пробоя 1Е-10 А
EG Ширина запрещенной зоны (высота барьера) 1,11 эВ
XTI Ток насыщения IS 3  
KF Коэффициент фликкер-шума 0  
AF Показатель степени для фликкер-шума 1  

Модель диода, показанная на рис. D2, содержит встроенное омическое сопротивление RS.

Рис. D.2. Модель диода


Е — источник напряжения, управляемый напряжением

Е<имя> <+узел> <-узел> <+узел управления> <-узел управления> <коэффициент усиления>

Е<имя> <+узел> <-узел> POLY <значение> <+узел управления> <-узел управления> * <значения полиномиальных коэффициентов> *

F — Источник тока, управляемый током

F<имя> <+узел> <-узел> <имя управляющего компонента V> <коэффициент усиления>

F<имя> <+узел> <-узел> POLY <(значение)> <имя управляющего компонента V> * <значения полиномиальных коэффициентов> *

G — источник тока, управляемый напряжением

G<имя> <+узел> <-узел> <+узел управления> <-узел управления> <проводимость передачи>

G<имя> <+узел> <-узел> POLY <(значение)> <+узел управления> <-узел управления> * <значения полиномиальных коэффициентов> *

Н — источник напряжения управляемый током

Н<имя> <+узел> <-узел> <имя управляющего компонента V> <сопротивление передачи>

H<имя> <+узел> <-узел> POLY <(значение)> <имя управляющего компонента V> * <значения полиномиальных коэффициентов> *

I — независимый источник тока

I<имя> <+узел> <-узел>[[DС]<значение>] [АС] <амплитуда> [<фазовый угол>]][спецификация формы тока]

Если имеется [спецификация формы тока], она должна быть одной из следующих: EXP(), PULSE(), PWL(), SFFM() или SIN().

J — полевой транзистор JFET

J[имя] <узел стока> <узел затвора> <узел истока> <имя модели>

Параметры модели Параметр Значения по умолчанию Единицы
VTO Барьерный потенциал –2,5 В
BETA Транскондуктивность, связывающая ток стока с напряжением 0,1 А/В²
LAMBDA Константа, учитывающая модуляцию длины канала 0 B-1
RG Омическое сопротивление затвора 0 Ом
RD Омическое сопротивление стока 0 Ом
RS Омическое сопротивление истока 0 Ом
IS Ток насыщения pn-перехода затвора 1Е-14 А
M Коэффициент лавинного умножения pn-перехода затвора 0,5  
N Коэффициент эмиссии 1  
VBI Потенциал pn-перехода затвора 1 В
CGD Емкость затвор-сток при нулевом смещении 0 Ф
CGS Емкость затвор-исток при нулевом смещении 0 Ф
CDS Емкость сток-исток 0 Ф
FC Коэффициент нелинейности емкости прямосмещенного перехода 0,5  
VTOTC Температурный коэффициент VTO 0  
ВЕТАТСЕ Температурный коэффициент BETA 0  
KF Коэффициент спектральной плотности фликкер-шума 0  
AF Показатель спектральной плотности фликкер-шума 1  

Полевой транзистор JFET, как показано на рис. D.3, смоделирован как встроенный полевой транзистор с омическим сопротивлением RD, включенным последовательно со стоком. Другое омическое сопротивление RS включено последовательно с истоком.

Рис. D.3. Модель полевого транзистора JFET


K — связанные катушки индуктивности (трансформатор на магнитопроводе)

K<имя> L<имя катушки индуктивности> <L<имя катушки индуктивности>> * <значение коэффициента связи>

K<имя> L<имя катушки индуктивности> * <значение коэффициента связи> <имя модели> [размеры]

Имя параметра (только для нелинейных компонентов) Параметр Значения по умолчанию Единицы
AREA Среднее сечение магнитопровода 0,1 см²
PATH Средняя длина магнитной линии 1 см
GAP Эффективная длина воздушного зазора 0 см
PACK Коэффициент заполнения магнитопровода 1  
MS Напряженность насыщения 1Е+6 А/м
ALPHA Коэффициент усреднения поля 0,001  
A Параметр формы кривой намагничивания 1000 А/м
С Постоянная упругого смещения доменов 0,2  
К Постоянная подвижности доменов 500  

K<имя> называет компонент, состоящий из двух или более магнитно-связанных катушек индуктивности. Точкой обозначают первые (положительный) узел каждой катушки индуктивности. Если задано <имя модели>, то компонент представляется моделью, в которой:

а) катушка индуктивности представляет собой нелинейное устройство с магнитопроводом;

б) характеристики ВН основаны на модели Jiles-Atherton*;

в) значения L указывают число витков соответствующей обмотки;

г) необходима директива ввода модели, чтобы определить ее параметры.

L — катушка индуктивности

L<имя> <+узел> <-узел> [имя модели] <значение> [IС = начальное значение>]

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
L Коэффициент, на который умножается емкость 1  
IL1 Линейный коэффициент тока 0 А-1
IL2 Квадратичный коэффициент тока 0 А-2
TCI Линейный коэффициент температуры 0 °C-1
ТС2 Квадратичный коэффициент температуры 0 °C-2

Если [имя модели] отсутствует, то <значение> представляет собой индуктивность в генри. Если [имя модели] задано, то индуктивность вычисляется по формуле

<Значение> L (I + IL1·I + IL2·I²)(I + TC1(T – Tnom) + ТС2(Тм – Tnom)²),

где Tnom — номинальная температура, установленная опцией TNOM.

М — МОП-транзистор

М[имя] <узел стока> <узел управляющего электрода> <узел истока> <узел корпуса/подложки> <имя модели> [L = значение] [W = значение] [AD = значение] [AS = значение] [PD = значение] [NRD = значение] [NRS = значение] [NRG = значение] [NRB = значение]

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
LEVEL Тип модели (1, 2 или 3) 1  
L Длина канала DEFL м
W Ширина канала DEFW м
LD Длина области боковой диффузии 0 В
WD Ширина области боковой диффузии 0 В
VTO Барьерный потенциал 0 В
KP Транскондуктивность, связывающая ток стока с напряжением 2Е-5 А/В²
GAMMA Коэффициент влияния подложки на пороговое напряжение 0 В0.5
PHI Поверхностный потенциал 0,6 В
LAMBDA Константа, учитывающая модуляцию длины канала (для моделей 1 и 2) 0 В-1
RG Омическое сопротивление затвора 0 Ом
RD Омическое сопротивление стока 0 Ом
RS Омическое сопротивление истока 0 Ом
RB Омическое сопротивление подложки 0 Ом
RDS Сопротивление утечки сток-исток Бесконечно большое А
RSH Удельное сопротивление диффузионных областей стока и истока 0 Ом/кв
IS Ток насыщения pn-перехода сток(исток)-подложка 1Е-14 А
PB Потенциал приповерхностного слоя подложки 0,8 В
JS Плотность тока насыщения pn-перехода сток(исток)-подложка 0 А/м²
CBD Емкость перехода сток-подложка при нулевом смещении 0 Ф
CBS Емкость перехода исток-подложка при нулевом смещении 0 Ф
CJ Удельная емкость перехода сток(исток)-подложка при нулевом смещении (на единицу площади перехода) 0 Ф/м²
CJSW Удельная емкость боковой поверхности перехода сток(исток) — подложка при нулевом смещении (на единицу длины периметра перехода) 0 Ф/м
MJ Градиентный коэффициент нижнего pn-перехода 0,5 Ф
MJSW Градиентный коэффициент боковой части pn-перехода 0,33 Ф
FC Коэффициент емкости перехода подложки при прямом смещении 0,5  
CGSO Удельная емкость перекрытия затвор-сток (на единицу ширины) 0 Ф/м
CGDO Удельная емкость перекрытия затвор-исток (на единицу ширины) 0 Ф/м
CGBO Удельная емкость перекрытия затвор-подложка (на единицу ширины) 0 Ф/м
NSUB Плотность легирования подложки 0 см-3
NSS Плотность медленных поверхностных состояний 0 см-2
NFS Плотность быстрых поверхностных состояний 0 см-2
TOX Толщина оксидного слоя бесконечно большая м
TPG Тип материала затвора: +1 противоположен типу подложки, -1 такой, как в подложке, 0 алюминий    
XJ Глубина металлургического перехода 0 м
UO Поверхностная подвижность 600 см²/В×с
UCRIT Напряженность критического снижения подвижности (для LEVEL = 2)    
UEXP Показатель степени критического снижения напряженности (для LEVEL = 2)    
UTRA (Не используется) напряженность критического снижения поперечное подвижности    
VMAX Максимальная скорость дрейфа 0 м/с
NEFF Коэффициент заряда канала (для LEVEL = 2) 1    
XQC Часть заряда канала, определяемая стоком 1  
DELTA Коэффициент влияния ширины канала на пороговое напряжение 0  
THETA Коэффициент модуляции подвижности (для LEVEL = 3) 0 В-1
ETA Коэффициент статической обратной связи (для LEVEL = 3) 0  
KAPPA Коэффициент насыщения поля (для LEVEL = 3) 0,2  
KF Коэффициент спектральной плотности фликкер-шума 0  
AF Показатель спектральной плотности фликкер-шума 1  

МОП-транзистор, который показан на рис. D.4, смоделирован как встроенный МОП-транзистор с омическим сопротивлением RD, включенным последовательно со стоком, омическим сопротивление RS, включенным последовательно с истоком, омическим сопротивлением RG последовательно с затвором и омическим сопротивлением RB последовательно с подложкой. Сопротивление утечки RDS подключено параллельно каналу (сток-исток).

Рис. D.4. Модель МОП-транзистора


Q — биполярный транзистор

Q<имя> <узел коллектора> <узел базы> <узел эмиттера> <[узел подложки]> <имя модели> [площадь]

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
IS Ток насыщения pn-перехода 1Е-16 А
BF Максимальный прямой коэффициент усиления для идеального транзистора 100  
NF Коэффициент эмиссии тока при прямом смещении 1  
VAF(VA) Напряжение Эрли при прямом смещении Бесконечно большое В
ISE (C2) Ток насыщения утечки перехода база-эмиттер 0 А
IKF (IK) Ток, соответствующий перегибу в зависимости коэффициента усиления от тока коллектора Бесконечно большое А
NE Коэффициент неидеальности перехода база-эмиттер 1,5  
BR Максимальный коэффициент усиления для идеального транзистора в инверсном режиме 1  
NR Коэффициент неидеальности в инверсном режиме 1  
VAR (VB) Напряжение Эрли в инверсном режиме Бесконечно большое В
IKR Ток, соответствующий точке перегиба в зависимости коэффициента усиления от тока коллектора Бесконечно большое А
ISC (C4) Ток насыщения утечки перехода база-коллектор 0 А
NC Коэффициент неидеальности коллекторного перехода 2,0  
RB Объемное сопротивление базы при нулевом смещении (максимальное) 0 Ом
RBM Минимальное сопротивление базы RB Ом
RE Омическое сопротивление эмиттера 0 Ом
RC Омическое сопротивление коллектора 0 Ом
CJE Емкость перехода база-эмиттер при нулевом смещении 0 Ф
VJE(PE) Контактная разность потенциалов перехода база-эмиттер 0,75 В
MJE(ME) Градиентный коэффициент перехода база-эмиттер 0,33  
CJC Емкость перехода база-коллектор при нулевом смещении 0 Ф
VJC Контактная разность потенциалов перехода база-коллектор 0,75 В
MJC (МС) Градиентный коэффициент перехода база-коллектор 0,33  
XCJC Доля Cbc, связанная с Rb 1  
CJS Емкость перехода коллектор-подложка при нулевом смещении 0 Ф
VJS(PS) Контактная разность потенциалов перехода коллектор-подложка 0,75  
MJS (MS) Градиентный коэффициент перехода коллектор-подложка 0  
FC Коэффициент конденсатора истощения прямого смещения 0,5  
TF Прямое время пролета для идеального транзистора 0 с
XTF Коэффициент для времени пролета 0  
VTF Напряжение, характеризующее зависимость времени пролета от Vbc Бесконечно большое В
ITF Ток, характеризующий зависимость времени пролета от Vbc 0 А
PTF Дополнительный сдвиг фазы при частоте I/(2πTF) Гц 0 °
TR Время обратного пролета для идеального транзистора 0 с
EG Напряжение ширины запрещенной зоны (высота барьера) 1,11 эВ
XTB Температурный коэффициент для BF и BR 0  
XTI Температурный коэффициент для IS 3  
KF Коэффициент спектральной плотности фликкер-шума 0  
AF Показатель спектральной плотности фликкер-шума 1  

BJT, что видно из рис. D.5, смоделирован как встроенный транзистор с омическим сопротивлением RC, включенным последовательно с коллектором, с переменным сопротивлением последовательно с базой и омическим сопротивлением RE последовательно с эмиттером. Узел подложки не обязателен, по умолчанию он заземляется, если не оговаривается другое соединение.

Рис. D.5. Модель полевого транзистора BJT


R — резистор

R<name> <+узел> <-узел> [имя модели] <значение>

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
R Множитель для определения сопротивления 1  
TCI Линейный температурный коэффициент 0 °С
ТС2 Квадратичный температурный коэффициент 0 °C
ТСЕ Экспоненциальный температурный коэффициент 0 %°C

Если [имя модели] включено в директиву, а ТСЕ не определен, то сопротивление вычисляется по формуле

<значение> R(1 + TC1(Т – Tnom) + ТС2(Т – Tnom)²), где Tnom — номинальная температура.

Если же [имя модели] включено в директиву и определен параметр ТСЕ, то сопротивление вычисляется по другой формуле

<значение> R·1,01TCE(T – Tnom)

S — Ключ, управляемый напряжением

S[имя] <+узел ключа> < -узел ключа> <+узел управления> <-узел управления> <имя модели>

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
RON Сопротивление во включенном состоянии 1 Ом
ROFF Сопротивление в выключенном состоянии 1Е6 Ом
VON Управляющее напряжение при включении 1 В
VOFF Управляющее напряжение при выключении 0 В

Обратите внимание на то, что сопротивление при переключениях плавно изменяется от значения RON до значения ROFF или обратно.

Т - линия передачи

Т[имя] <+узел порта А> <-узел порта А> <+узел порта В> <-узел порта В> <ZO = значение> [ТО = значение] [F= значение] [NL = значение]

ZO — характеристическое сопротивление, F частота и NL — относительная длина волны со значением по умолчанию 0,25 (следовательно F в 4 раза больше f).

Линия передачи, как показано на рис. D.6, моделируется как двунаправленная линия задержки с двумя портами: портом А с узлами 1 и 2, находящимся слева, и портом В с узлами 3 и 4, находящимся справа.

Рис. D.6. Модели линии передачи


V — независимый источник напряжения

V[имя] <+узел> <-узел> [[DC] <значение>] [АС<значение> [фаза] [спецификация формы напряжения]

Если имеется [спецификация формы напряжения] она должна быть одной из следующих: EXP(), PULSE(), PWL(), SFFM() или SIN().

W — переключатель, управляемый током

W<имя> <+узел ключа> <-узел ключа> <имя управляющего источника V> <имя модели>

Имя параметра Параметр Значения по умолчанию Единицы
RON Сопротивление во включенном состоянии 1 Ом
ROFF Сопротивление в выключенном состоянии 1Е6 Ом
VON Управляющий ток при включении 0,001 А
VOFF Управляющий ток при выключении 0 А

Обратите внимание на то, что сопротивление при переключениях плавно изменяется от значения RON до значения ROFF или обратно.

X — вызов подсхемы

X<имя> [<узел>] * <имя подсхемы> [PARAMS:<параметру = <значение> *>]

При вызове должны быть указаны те же номера узлов, что и при определении подсхемы.


Примечания:



1

К настоящему изданию приложена демонстрационная версии 9-го выпуска программы OrCAD PSpice, которой можно пользоваться свободно. Кроме того, на CD-ROM помещена демо-версия десятого выпуска OrCAD 10.5, с которой можно работать в течение 30 дней после установки на компьютер.



10

Описание этой модели помещено на прилагаемом компакт-диске в файле Documents\PSpice_with_Capture\Pspcref.pdf, с. 165-166. (Прим. переводчика.)





 

Главная | В избранное | Наш E-MAIL | Добавить материал | Нашёл ошибку | Наверх