7. Μοντέλα FET για προσομοιώσεις υπολογιστών
ΤΡΕΧΟΝ - 7. Μοντέλα FET για προσομοιώσεις υπολογιστών
ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΟ- 6. Σύγκριση του MOSFET με το JFET
Μοντέλα FET για προσομοιώσεις υπολογιστών
SPICE και το MICRO-CAP περιέχουν εξελιγμένα μοντέλα για JFET και MOSFET. Το μοντέλο JFET (το SPICE Μοντέλο 2G.6) περιέχει παραμέτρους 12. Το MOSFET SPICE Το μοντέλο περιέχει παραμέτρους 42 σε τρία επίπεδα. Το μοντέλο χαμηλότερου επιπέδου περιέχει παραμέτρους 25, ενώ τα μοντέλα υψηλότερης σειράς προστίθενται σε αυτήν τη λίστα. Πρόσθετες παραμέτρους 10 MICRO-CAP στο μοντέλο MOSFET για να φέρει το σύνολο στο 52. Όσο περισσότερες παράμετροι χρησιμοποιεί το μοντέλο, τόσο πιο κοντά είναι τα αποτελέσματα προσομοίωσης στην πραγματική λειτουργία της συσκευής. Ωστόσο, όσο περισσότερες παραμέτρους στο μοντέλο, τόσο πιο αργή γίνεται η προσομοίωση.
Ο λόγος που υπάρχουν τόσες πολλές παράμετροι είναι ότι το μοντέλο προσπαθεί να μιμηθεί στενά τις μη γραμμικές καμπύλες λειτουργίας της συσκευής. Ο υπολογιστής είναι σε θέση να εντοπίζει πολύ περισσότερες λεπτομέρειες από ότι μπορούμε με το χέρι, έτσι το μοντέλο μπορεί να είναι πιο εξελιγμένο από αυτό που χρησιμοποιούμε για μια λύση «χαρτί». Σε πολλές καταστάσεις ανάλυσης, θα ορίζατε τις περισσότερες από τις παραμέτρους του μοντέλου στις προεπιλεγμένες τιμές τους και αυτό το πολύπλοκο μοντέλο συμπεριφέρεται σχεδόν το ίδιο με τα απλοποιημένα μοντέλα που έχουμε συζητήσει. Ενώ συζητάμε SPICE σε ένα Παράρτημα αυτού του κειμένου, θα αναθεωρήσουμε γρήγορα τη σύνταξη για να συμπεριλάβουμε ένα JFET ή ένα MOSFET σε ένα κύκλωμα. ο SPICE η δήλωση για ένα JFET έχει τη μορφή,
Ονομασία nd ng ns όνομα μοντέλου [περιοχή] [OFF] [IC = vds [, vgs]]
Οι τετράγωνες αγκύλες υποδεικνύουν ότι η ποσότητα είναι προαιρετική. Για παράδειγμα, μπορείτε να συμπεριλάβετε δηλώσεις,
Τα 10, 11 και 12 στην πρώτη δήλωση είναι οι αριθμοί κόμβων για την αποστράγγιση, την πύλη και την πηγή. Το U308 είναι το όνομα του μοντέλου. Η περιοχή, από προεπιλογή στην ενότητα, πολλαπλασιάζει ή διαιρεί παραμέτρους για το μοντέλο. Η εντολή "OFF" απενεργοποιεί το JFET για το πρώτο σημείο λειτουργίας. Το "IC" καθορίζει τις αρχικές συνθήκες για τις τάσεις αποστράγγισης προς πηγή και πύλης προς πηγή. Οι αρχικές συνθήκες χρησιμοποιούνται μόνο για παροδική ανάλυση. Η δεύτερη δήλωση χρησιμοποιείται για να ορίσει τη συσκευή με το όνομα U308 ως n-με το κανάλι JFET με Vp (VTO) σε -4V και K(ΒΕΤΑ) ίση με K = IDSS/VP2. Για ένα p-το κανάλι JFET χρησιμοποιεί τον προσδιοριστή PJF αντί για το NJF και θέτει τις παραμέτρους VTO και BETA για να ταιριάζει με το p-παραμέτρων καναλιού.
Ο παρακάτω πίνακας παραθέτει τις παραμέτρους 12 στο μοντέλο προσομοίωσης υπολογιστή. Εμφανίζει επίσης την προεπιλεγμένη τιμή και τις μονάδες για κάθε παράμετρο.
Πίνακας 2 - SPICE Παράμετροι JFET
Το μοντέλο που σχετίζεται με αυτές τις παραμέτρους παρουσιάζεται στο Σχήμα 29.
Η SPICE Το μοντέλο MOSFET είναι πολύ πιο περίπλοκο από αυτό του JFET. Το χαμηλότερο επίπεδο (επίπεδο 1) περιλαμβάνει παραμέτρους 25 που αναφέρονται λεπτομερώς στον Πίνακα 3. ο SPICE η δήλωση έχει τη μορφή:
Όνομα ονόματος nd ng ns nb όνομα μοντέλου
+ [L = μήκος] [W = πλάτος] [AD = αποχέτευση] [AS =
+ [PD = αποστράγγιση] [PD = πηγή πηγής] [NRD = drainsquares]
+ [NRS = τετράγωνα] [NRG = gatesquares] [NRB = bulksquares]
+ [OFF] [IC = vds] [, vgs [, vbs]]]
(29)
Οι τετράγωνες αγκύλες υποδεικνύουν ότι η ποσότητα είναι προαιρετική. Για παράδειγμα, μπορείτε να συμπεριλάβετε μια δήλωση,
Αυτό το παράδειγμα καθορίζει τους αριθμούς κόμβων 1,2,3 και 0 για την αποστράγγιση, την πύλη, την πηγή και το σώμα της συσκευής. Σημειώστε ότι KP = 2K (= 2IDSS/VP2). Χρησιμοποιήστε το PMOS για p-channel αντί του NMOS στη δεύτερη δήλωση.
Οι παράμετροι, οι προκαθορισμένες τιμές και οι μονάδες τους παρατίθενται στον Πίνακα 3. Το μοντέλο που σχετίζεται με αυτές τις παραμέτρους παρουσιάζεται στο Σχήμα 30.
Εικόνα 30 - Μοντέλο τρανζίστορ MOSFET