7. Модели FET для компьютерного моделирования
ТОК - 7. Модели на полевых транзисторах для компьютерного моделирования.
ПРЕДЫДУЩАЯ - 6. Сравнение MOSFET с JFET
Модели FET для компьютерного моделирования
SPICE и MICRO-CAP содержат сложные модели для JFET и MOSFET. Модель JFET ( SPICE Модель 2G.6) содержит параметры 12. МОП-транзистор SPICE Модель содержит параметры 42 на трех уровнях. Модель самого низкого уровня содержит параметры 25, в то время как модели высшего порядка добавляют в этот список. MICRO-CAP дополнительные параметры 10 к модели MOSFET для доведения итога до 52. Чем больше параметров использует модель, тем ближе результаты моделирования к фактической работе устройства. Однако чем больше параметров в модели, тем медленнее выполняется моделирование.
Причина такого количества параметров в том, что модель пытается точно имитировать нелинейные рабочие кривые устройства. Компьютер способен отслеживать гораздо больше деталей, чем мы можем вручную, поэтому модель может быть более сложной, чем та, которую мы используем для «бумажного» решения. Во многих ситуациях анализа вы должны установить для большинства параметров модели значения по умолчанию, и эта сложная модель ведет себя почти так же, как и упрощенные модели, которые мы обсуждали. Пока мы обсуждаем SPICE в приложении к этому тексту мы сейчас быстро рассмотрим синтаксис для включения JFET или MOSFET в схему. SPICE заявление для JFET имеет форму,
Jname nd ng ns имя модели [область] [OFF] [IC = vds [, vgs]]
Квадратные скобки указывают, что количество является необязательным. В качестве примера вы можете включить заявления,
10, 11 и 12 в первом операторе - это номера узлов для стока, затвора и истока. U308 - это название модели. Область, которая по умолчанию равна единице, умножает или делит параметры модели. Команда «OFF» выключает JFET для первой рабочей точки. «IC» устанавливает начальные условия для напряжений сток-исток и затвор-исток. Начальные условия используются только для анализа переходных процессов. Второй оператор используется для определения устройства с именем U308 как n-канал JFET с Vp (VTO) установлен в –4V и K(Бета) равно K = IDSS/VP2, Для p-канал JFET использует обозначение PJF вместо NJF и задает параметры VTO и BETA для соответствия pпараметры канала.
В следующей таблице перечислены параметры 12 в компьютерной имитационной модели. Он также показывает значение по умолчанию и единицы измерения для каждого параметра.
Таблица 2 - SPICE Параметры JFET
Модель, связанная с этими параметрами, показана на рисунке 29.
Ассоциация SPICE Модель MOSFET значительно сложнее, чем модель JFET. Самый низкий уровень (Уровень 1) модель содержит параметры 25, подробно описанные в таблице 3. SPICE Заявление имеет вид:
Mname nd ng ns nb имя модели
+ [L = длина] [W = ширина] [AD = drainarea] [AS = sourcearea]
+ [PD = drainperiphery] [PD = sourceperiphery] [NRD = drainsquares]
+ [НСП = sourcesquares] [NRG = gatesquares] [НРБ = bulksquares]
+ [OFF] [IC = VDS] [, [VGS, VBS]]]
(29)
Квадратные скобки указывают, что количество является необязательным. В качестве примера вы можете включить заявление,
В этом примере указываются номера узлов 1,2,3 и 0 для стока, шлюза, источника и тела устройства. Обратите внимание, что KP = 2K (= 2IDSS/VP2). Используйте PMOS для p-канал вместо NMOS во втором утверждении.
Параметры, их значения по умолчанию и единицы измерения приведены в таблице 3. Модель, связанная с этими параметрами, показана на рисунке 30.
Рисунок 30 - Модель МОП-транзистора