7. מודלים FET עבור סימולציות מחשב

CURRENT - 7. מודלים FET עבור סימולציות מחשב

מודלים FET עבור סימולציות מחשב

SPICE ו MICRO-CAP מכילים מודלים מתוחכמים עבור JFETs ו MOSFETs. מודל JFET ( SPICE 2G.6 מודל) מכיל 12 פרמטרים. MOSFET SPICE המודל מכיל פרמטרים 42 בשלוש רמות. דגם הרמה הנמוכה ביותר מכיל פרמטרים 25, ואילו מודלים בהזמנה גבוהה יותר מוסיפים לרשימה זו. MICRO-CAP נוסף פרמטרים 10 למודל MOSFET להביא את סך 52. ככל שהמודל משתמש יותר בפרמטרים, ככל שתוצאות הסימולציה קרובות יותר לפעולת המכשיר בפועל. עם זאת, ככל הפרמטרים יותר המודל, לאט יותר סימולציה פועל.

הסיבה שיש כל כך הרבה פרמטרים היא כי המודל מנסה לחקות מקרוב את עקומות ההפעלה הלא לינארית של המכשיר. המחשב מסוגל לעקוב אחר פרטים הרבה יותר ממה שאנחנו יכולים ביד, כך המודל יכול להיות מתוחכם יותר ממה שאנחנו משתמשים עבור פתרון "נייר". במצבי ניתוח רבים, הייתם קובעים את רוב הפרמטרים של המודל לערכי ברירת המחדל שלהם, והמודל המורכב הזה מתנהג כמעט כמו המודלים הפשוטים עליהם דנו. בעוד אנו דנים SPICE בנספח של טקסט זה, נסקור במהירות את התחביר עבור הכללת JFET או MOSFET במעגל. ה SPICE הצהרה JFET הוא של הטופס,

Jname nd ng ns modelname [אזור] [OFF] [IC = VDS [, vgs]]

בסוגריים מרובעים עולה כי הכמות היא אופציונלית. לדוגמה, תוכל לכלול הצהרות,

10, 11 ו 12 בהצהרה הראשונה הם מספרי הצומת עבור הניקוז, השער, ואת המקור. U308 הוא שם הדגם. האזור, אשר defaults כדי אחדות, מכפיל או מחלק פרמטרים עבור המודל. ההנחיה "OFF" הופכת את ה - JFET לנקודת ההפעלה הראשונה. ה - "IC" מגדיר תנאים ראשוניים למתחני הניקוז למקור ולמשאבי שער-מקור. התנאים הראשוניים משמשים רק לניתוח חולף. ההצהרה השנייה משמשת להגדרת ההתקן שיש לו שם U308 כ n-ערוץ JFET עם Vp (VTO) מוגדר ל- 4V ו K(BETA) שווה ל K = IDSS/VP2. למשך p-ג'נל Jannet להשתמש PJF מעצב במקום NJF ולהגדיר את הפרמטרים VTO ו BETA כדי להתאים את p-פרמטרים.

הטבלה הבאה מפרטת את הפרמטרים 12 במודל הדמיית המחשב. הוא גם מציג את ערך ברירת המחדל ואת היחידות עבור כל פרמטר.

SPICE פרמטרים של JFET

לוח 2 - SPICE פרמטרים של JFET

המודל המשויך לפרמטרים אלה מוצג באיור 29.

ה SPICE מודל MOSFET הוא הרבה יותר מורכב מזה של JFET. הרמה הנמוכה ביותר (רמת 1) מודל מכיל פרמטרים 25 המפורטים בטבלה 3. ה SPICE ההצהרה היא של הטופס:

שם משתמש

+ [L = אורך] [W = רוחב] [AD = drainarea] [AS = sourcearea]

+ [PD = drainperiphery] [PD = sourceperiphery] [NRD = drainsquares]

+ [NRS = sourcesquares] [NRG = gatesquares] [NRB = bulksquares]

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

(29)

בסוגריים מרובעים עולה כי הכמות היא אופציונלית. לדוגמה, ייתכן שתכלול הצהרה,

דוגמה זו מציינת מספרי צומת 1,2,3 ו- 0 עבור הניקוז, השער, המקור והגוף של ההתקן. שים לב כי KP = 2K (= 2IDSS/VP2). השתמש ב- PMOS עבור p-אנל במקום NMOS בהצהרה השנייה.

הפרמטרים, ערכי ברירת המחדל והיחידות שלהם, מוצגים בלוח 3. המודל המשויך לפרמטרים אלה מוצג באיור 30.

איור 30 - מודל טרנזיסטור MOSFET