KHAI THÁC. Mô hình FET cho Mô phỏng máy tính
HIỆN TẠI - 7. Mô hình FET cho mô phỏng máy tính
TRƯỚC-6. So sánh MOSFE với JFE
Mô hình FET cho Mô phỏng máy tính
SPICE và MICRO-CAP chứa các mô hình tinh vi cho JFE và MOSFE. Mô hình JFE ( SPICE Mô hình 2G.6) chứa các tham số 12. MOSFE SPICE mô hình chứa các tham số 42 theo ba cấp độ. Mô hình mức thấp nhất chứa các tham số 25, trong khi các mô hình bậc cao thêm vào danh sách này. MICRO-CAP bổ sung các tham số 10 cho mô hình MOSFET để đưa tổng số lên 52. Mô hình sử dụng càng nhiều tham số, kết quả mô phỏng càng gần với hoạt động của thiết bị thực tế. Tuy nhiên, càng nhiều tham số trong mô hình, mô phỏng chạy càng chậm.
Lý do có nhiều tham số là do mô hình cố gắng mô phỏng chặt chẽ các đường cong hoạt động phi tuyến của thiết bị. Máy tính có khả năng theo dõi nhiều chi tiết hơn chúng ta có thể làm bằng tay, vì vậy mô hình có thể phức tạp hơn so với mô hình mà chúng ta sử dụng cho giải pháp "giấy". Trong nhiều tình huống phân tích, bạn sẽ đặt hầu hết các tham số mô hình thành giá trị mặc định của chúng và mô hình phức tạp này hoạt động gần giống như các mô hình đơn giản mà chúng ta đã thảo luận. Trong khi chúng ta thảo luận SPICE trong phần Phụ lục của văn bản này, bây giờ chúng tôi sẽ nhanh chóng xem xét cú pháp để bao gồm JFE hoặc MOSFET trong một mạch. Các SPICE tuyên bố cho một JFE có dạng,
Jname nd ng ns modelname [area] [OFF] [IC = vds [, vss]]
Dấu ngoặc vuông cho biết số lượng là tùy chọn. Ví dụ, bạn có thể bao gồm các câu lệnh,
10, 11 và 12 trong câu lệnh đầu tiên là số nút cho cống, cổng và nguồn. U308 là tên model. Khu vực, mặc định là thống nhất, nhân hoặc chia các tham số cho mô hình. Lệnh “TẮT” tắt JFET cho điểm hoạt động đầu tiên. "IC" thiết lập các điều kiện ban đầu cho điện áp nguồn và cổng vào nguồn. Các điều kiện ban đầu chỉ được sử dụng để phân tích nhất thời. Câu lệnh thứ hai được sử dụng để xác định thiết bị có tên U308 là n-Fannel kênh với Vp (VTO) được đặt thành Thẻ4V và K(BETA) bằng K = IDSS/VP2. Cho một p-Fannel kênh sử dụng công cụ chỉ định PJF thay vì NJF và đặt tham số VTO và BETA để khớp với ptham số kênh.
Bảng sau liệt kê các tham số 12 trong mô hình mô phỏng máy tính. Nó cũng hiển thị giá trị mặc định và đơn vị cho từng tham số.
Bảng 2 - SPICE Thông số JFE
Mô hình được liên kết với các tham số này được hiển thị trong Hình 29.
Sản phẩm SPICE Mô hình MOSFE phức tạp hơn đáng kể so với JFE. Mức thấp nhất (mức 1) mô hình chứa các tham số 25 được chi tiết trong Bảng 3. Các SPICE tuyên bố có dạng:
Mname nd ng ns nb modelname
+ [L = length] [W = width] [AD = Drainarea] [AS = sourcearea]
+ [PD = Drainperodesy] [PD = sourceperodesy] [NRD = Draininsquares]
+ [NRS = nguồnquares] [NRG = gatequares] [NRB = bulksquares]
+ [TẮT] [IC = vds] [, vss [, vbs]]]
(29)
Dấu ngoặc vuông cho biết số lượng là tùy chọn. Ví dụ, bạn có thể bao gồm một tuyên bố,
Ví dụ này chỉ định số nút 1,2,3 và 0 cho cống, cổng, nguồn và thân của thiết bị. Lưu ý rằng KP = 2K (= 2IDSS/VP2). Sử dụng PMOS cho p-channel thay vì NMOS trong tuyên bố thứ hai.
Các tham số, giá trị và đơn vị mặc định của chúng, được đưa ra trong Bảng 3. Mô hình được liên kết với các tham số này được hiển thị trong Hình 30.
Hình 30 - Mô hình bóng bán dẫn MOSFET