SPICE的器件模型 |
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http://dwenzhao.blog.sohu.com/105020153.html 在介绍SPICE基础知识时介绍了最复杂和重要的电路描述语句,其中就包括元器件描述语句。许多元器件(如二极管、晶体管等)的描述语句中都有模型关键字,而电阻、电容、电源等的描述语句中也有模型名可选项,这些都要求后面配以.MODEL起始的模型描述语句,对这些特殊器件的参数做详细描述。电阻、电容、电源等的模型描述语句语句比较简单,也比较容易理解,在SPICE基础中已介绍,就不再重复了;二极管、双极型晶体管的模型虽也做了些介绍,但不够详细,是本文介绍的重点,以便可以自己制作器件模型;场效应管、数字器件的模型过于复杂,太专业,一般用户自己难以制作模型,只做简单介绍。 元器件的模型非常重要,是影响分析精度的重要因素之一。但模型中涉及太多图表,特别是很多数学公式,都是在WORD下编辑后再转为JEPG图像文件的,很繁琐和耗时,所以只能介绍重点。 一、二极管模型: 1.1 理想二极管的I-V特性: 1.2 实际硅二极管的I-V特性曲线:折线 1.3 DC大信号模型: 1.4 电荷存储特性: 1.5 大信号模型的电荷存储参数Qd: 1.6 温度模型:
1.7 二极管模型参数表:
二、双极型晶体管BJT模型: 2.1 Ebers-Moll静态模型:电流注入模式和传输模式两种 2.1.1 电流注入模式: 2.1.2 传输模式: 2.1.3 在不同的工作区域,极电流Ic Ie的工作范围不同,电流方程也各不相同: 2.1.4 Early效应:基区宽度调制效应 2.1.5 带Rc、Re、Rb的传输静态模型: 正向参数和反向参数是相对的,基极接法不变,而发射极和集电极互换所对应的两种状态,分别称为正向状态和反向状态,与此对应的参数就分别定义为正向参数和反向参数。 2.2 Ebers-Moll大信号模型: 2.3 Gummel-Pool静态模型:
2.4 Gummel-Pool大信号模型:拓扑结构与Ebers-Moll大信号模型相同,非线性存储元件电压控制电容的方程也相同
2.5 BJT晶体管模型总参数表:
三、 金属氧化物半导体晶体管MOSFET模型: 3.1 一级静态模型:Shichman-Hodges模型 3.2 二级静态模型(大信号模型):Meyer模型 3.2.1 电荷存储效应: 3.2.2 PN结电容: 3.3 三级静态模型:
3.2 MOSFET模型参数表: 一级模型理论上复杂,有效参数少,用于精度不高场合,迅速粗略估计电路 二级模型可使用复杂程度不同的模型,计算较多,常常不能收敛 三级模型精度与二级模型相同,计算时间和重复次数少,某些参数计算比较复杂 四级模型BSIM,适用于短沟道( |
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