7. Modelli FET per simulazioni al computer
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Modelli FET per simulazioni al computer
SPICE e MICRO-CAP contengono modelli sofisticati per JFET e MOSFET. Il modello JFET (il SPICE Modello 2G.6) contiene i parametri 12. Il MOSFET SPICE il modello contiene i parametri 42 in tre livelli. Il modello di livello più basso contiene i parametri 25, mentre i modelli di ordine superiore vengono aggiunti a questo elenco. MICRO-CAP aggiunge parametri 10 al modello MOSFET per portare il totale a 52. Più parametri vengono utilizzati dal modello, più i risultati della simulazione si avvicinano al funzionamento effettivo del dispositivo. Tuttavia, maggiore è il numero di parametri nel modello, più lenta è la simulazione.
Il motivo per cui ci sono così tanti parametri è che il modello tenta di imitare da vicino le curve operative non lineari del dispositivo. Il computer è in grado di tracciare molti più dettagli di quanto possiamo a mano, quindi il modello può essere più sofisticato di quello che utilizziamo per una soluzione "cartacea". In molte situazioni di analisi, la maggior parte dei parametri del modello viene impostata sui valori predefiniti e questo modello complesso si comporta quasi come i modelli semplificati di cui abbiamo discusso. Mentre discutiamo SPICE in un'appendice di questo testo, esamineremo rapidamente la sintassi per includere un JFET o MOSFET in un circuito. Il SPICE la dichiarazione per un JFET è della forma,
Nome e nome del modello [area] [OFF] [IC = vds [, vgs]]
Le parentesi quadre indicano che la quantità è facoltativa. Ad esempio, potresti includere dichiarazioni,
I numeri 10, 11 e 12 nella prima istruzione sono i numeri di nodo per drain, gate e source. U308 è il nome del modello. L'area, che per impostazione predefinita è unità, moltiplica o divide i parametri per il modello. L'istruzione "OFF" spegne il JFET per il primo punto di funzionamento. L '"IC" imposta le condizioni iniziali per le tensioni drain-source e gate-source. Le condizioni iniziali vengono utilizzate solo per l'analisi transitoria. La seconda istruzione viene utilizzata per definire il dispositivo con nome U308 come file n-canale JFET con Vp (VTO) impostato su -4V e K(BETA) uguale a K = IDSS/VP2. Per un p-channel JFET usa il designatore PJF invece di NJF e imposta i parametri VTO e BETA per abbinare il pparametri del canale.
La seguente tabella elenca i parametri 12 nel modello di simulazione del computer. Mostra anche il valore predefinito e le unità per ogni parametro.
Tabella 2 - SPICE Parametri JFET
Il modello associato a questi parametri è mostrato in Figura 29.
I SPICE Il modello MOSFET è notevolmente più complesso di quello del JFET. Il livello più basso (livello 1) modello contiene i parametri 25 che sono dettagliati nella tabella 3. Il SPICE la dichiarazione è nella forma:
NomeMenu ng ns nb nomemodo
+ [L = lunghezza] [W = larghezza] [AD = drainarea] [AS = sourcearea]
+ [PD = drainperiphery] [PD = sourceperiphery] [NRD = drainsquares]
+ [NRS = sourcesquares] [NRG = gatesquares] [NRB = bulksquares]
+ [OFF] [IC = VDS] [, [VGS, VBS]]]
(29)
Le parentesi quadre indicano che la quantità è facoltativa. Ad esempio, potresti includere una dichiarazione,
Questo esempio specifica i numeri di nodo 1,2,3 e 0 per lo scarico, il gate, la sorgente e il corpo del dispositivo. Nota che KP = 2K (= 2IDSS/VP2). Utilizzare PMOS per p-channel invece di NMOS nella seconda istruzione.
I parametri, i loro valori e unità di default, sono riportati nella Tabella 3. Il modello associato a questi parametri è mostrato in Figura 30.
Figura 30 - Modello a transistor MOSFET