7. FET-modeller for datasimuleringer

FET-modeller for datasimuleringer

SPICE og MICRO-CAP inneholder sofistikerte modeller for JFETs og MOSFETs. JFET-modellen (den SPICE 2G.6-modellen) inneholder 12-parametere. MOSFET SPICE Modellen inneholder 42 parametere i tre nivåer. Den laveste nivåmodellen inneholder 25 parametere, mens høyere rekkefølge modeller legger til denne listen. MICRO-CAP ekstra 10 parametere til MOSFET modellen for å få summen til 52. Jo flere parametere modellen bruker, jo nærmere simuleringsresultatene er den faktiske enhetens operasjon. Men jo flere parametere i modellen, desto langsommere går simuleringen.

Årsaken til at det er så mange parametere er at modellen forsøker å etterligne enhetens ikke-lineære driftskurver. Datamaskinen er i stand til å spore langt flere detaljer enn vi kan for hånd, så modellen kan være mer sofistikert enn den vi bruker til en "papir" -løsning. I mange analysesituasjoner vil du sette de fleste modellparametrene til standardverdiene, og denne komplekse modellen oppfører seg nesten det samme som de forenklede modellene vi har diskutert. Mens vi diskuterer SPICE I et tillegg til denne teksten vil vi nå raskt gjennomgå syntaksen for å inkludere en JFET eller MOSFET i en krets. De SPICE erklæringen for en JFET er av formen,

Jname nd ng ns modellnavn [område] [OFF] [IC = vds [, vgs]]

Firkantede parenteser indikerer at mengden er valgfri. Som et eksempel kan du inkludere uttalelser,

10, 11 og 12 i den første utsagnet er nodenumrene for avløp, gate og kilde. U308 er modellnavnet. Området, som standard er enhet, multipliserer eller deler parametere for modellen. "OFF" -instruksjonen slår JFET av for det første operasjonspunktet. "IC" setter innledende betingelser for drenering-til-kilde- og gate-til-kildespenning. De opprinnelige forholdene brukes bare til forbigående analyse. Den andre setningen brukes til å definere enheten med navnet U308 som en n-kanalen JFET med Vp (VTO) satt til -4V og K(BETA) lik K = IDSS/VP2. For en p-kanalen JFET bruker designeren PJF i stedet for NJF og angi parametrene VTO og BETA for å matche p-kanalparametere.

Tabellen nedenfor viser 12-parametrene i datamaskinens simuleringsmodell. Den viser også standardverdien og enhetene for hver parameter.

SPICE JFET-parametere

Tabell 2 - SPICE JFET-parametere

Modellen knyttet til disse parametrene er vist i Figur 29.

De SPICE MOSFET-modellen er betydelig mer kompleks enn den for JFET. Det laveste nivået (nivå 1) -modellen inneholder 25-parametere som er beskrevet i tabell 3. De SPICE erklæringen er i skjemaet:

Mname nd ng ns nb modellnavn

+ [L = lengde] [W = bredden] [AD = drainarea] [AS = sourcearea]

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

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

+ [AV] [IC = vds] [VGS [, vbs]]]

 (29)

Firkantede parenteser indikerer at mengden er valgfri. Som et eksempel kan du inkludere en uttalelse,

Dette eksemplet spesifiserer nodenummer 1,2,3 og 0 for drenering, gate, kilde og kropp av enheten. Legg merke til at KP = 2K (= 2IDSS/VP2). Bruk PMOS for p-kanalen i stedet for NMOS i den andre setningen.

Parametrene, standardverdiene og enhetene er oppgitt i tabell 3. Modellen knyttet til disse parametrene er vist i Figur 30.

Figur 30 - MOSFET transistor modell