7. FET modeli za kompjuterske simulacije

FET modeli za kompjuterske simulacije

SPICE i MICRO-CAP sadrže sofisticirane modele za JFET-ove i MOSFET-ove. JFET model ( SPICE 2G.6 model) sadrži 12 parametara. MOSFET SPICE model sadrži 42 parametra u tri nivoa. Model najnižeg nivoa sadrži 25 parametara, dok modeli višeg reda dodaju ovu listu. MICRO-CAP dodatnih 10 parametara MOSFET modelu kako bi se ukupan broj doveo na 52. Što više parametara model koristi, rezultati simulacije su bliži stvarnom radu uređaja. Međutim, što je više parametara u modelu, to se simulacija odvija sporije.

Razlog zbog kojeg ima toliko parametara je taj što model pokušava izbliza imitirati nelinearne radne krive uređaja. Kompjuter je sposoban da prati mnogo više detalja nego što možemo ručno, tako da model može biti sofisticiraniji od onog koji koristimo za „papirno“ rešenje. U mnogim situacijama analize, većinu parametara modela biste postavili na njihove zadane vrijednosti i ovaj složeni model se ponaša gotovo isto kao i pojednostavljeni modeli o kojima smo raspravljali. Dok raspravljamo SPICE u dodatku ovog teksta, sada ćemo brzo pregledati sintaksu za uključivanje JFET-a ili MOSFET-a u kolo. The SPICE izjava za JFET je u obliku,

Jname nd ng ns naziv modela [područje] [OFF] [IC=vds[,vgs]]

Uglaste zagrade označavaju da je količina neobavezna. Kao primjer, možete uključiti izjave,

10, 11 i 12 u prvoj izjavi su brojevi čvorova za odvod, kapiju i izvor. U308 je naziv modela. Područje, koje je zadano kao jedinica, množi ili dijeli parametre za model. Instrukcija “OFF” isključuje JFET za prvu radnu tačku. “IC” postavlja početne uslove za napone drain-to-source i gate-to-source. Početni uslovi se koriste samo za analizu tranzijenta. Drugi izraz se koristi za definiranje uređaja koji ima ime U308 kao an n-kanal JFET sa Vp (VTO) postavljeno na –4V i K(BETA) jednako K = IDSS/VP2. Za p-kanal JFET koristi oznaka PJF umjesto NJF i postavi parametre VTO i BETA da odgovaraju p-parametri kanala.

Sljedeća tabela navodi 12 parametara u kompjuterskom simulacijskom modelu. Također prikazuje zadanu vrijednost i jedinice za svaki parametar.

SPICE JFET parametri

Tabela 2 - SPICE JFET parametri

Model povezan sa ovim parametrima prikazan je na slici 29.

The SPICE MOSFET model je znatno složeniji od modela JFET-a. Najniži nivo (nivo 1) model sadrži 25 parametara koji su detaljno prikazani u tabeli 3 SPICE izjava je u obliku:

Mname nd ng ns nb modelname

+[L=dužina][W=širina][AD=drainarea][AS=područje izvora]

+[PD=odvodna periferija][PD=izvorna periferija][NRD=odvodni kvadrati]

+[NRS=izvorni kvadrati][NRG=kvadrati vrata][NRB=bulksquares]

+[OFF][IC=vds][,vgs[,vbs]]]

 (29)

Uglaste zagrade označavaju da je količina neobavezna. Kao primjer, možete uključiti izjavu,

Ovaj primjer specificira brojeve čvorova 1,2,3 i 0 za odvod, kapiju, izvor i tijelo uređaja. Imajte na umu da je KP = 2K ( = 2IDSS/VP2). Koristite PMOS za p-kanal umjesto NMOS u drugoj izjavi.

Parametri, njihove zadane vrijednosti i jedinice date su u tabeli 3. Model povezan sa ovim parametrima prikazan je na slici 30.

Slika 30 – Model MOSFET tranzistora