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模擬

電子電路模擬基礎

SPICE元件模型:二極體範例 其1

SPICE類比使用的模型有元件模型和子電路(subckt)模型,這在上一篇文章中已經介紹過。從本文開始將以二極體為例分兩次詳細介紹元件模型。

SPICE元件模型:二極體的工作原理

下面以二極體為例介紹一下SPICE的元件模型是怎樣構建的。為此先來回顧一下二極體的工作原理。這裡會出現半導體的理論,重點在於元件模型是由哪些參數組成的,理論本身不理解也沒有關係。

下圖表示矽二極體的基本工作原理。當給二極體外加偏置時,空乏層內的電場作用減弱,發生載流子擴散並且流過電流。另外,二極體的正向電流Id和空乏層電容Cj可通過以下公式來表示。

二極體的參數

下圖是二極體的等效電路。電路中包括正向電流IF(前面公式中的Id)、空乏層電容Cj以及寄生電阻成分RS。在前面的公式中代入二極體的參數(參見表格),得到如下模型公式。

模型公式基本上與半導體的理論公式相同。在元件模型中設定這些參數值。

SPICE元件模型:二極體的元件模型範例

下面是二極體的實際元件模型。這是由ROHM提供的。

其中包括描述規則的明細,以星號“*”開頭的是注釋。模型的簡要說明等可以是任意說明。在該例中,從“MODEL”開始是實際的內容。以“+”開始的行是設定參數值的。請比較一下元件模型的描述和參數表。參數的設定如果是預設值即可時,沒有必要描述。

(其2續)

重點:

・SPICE模型分為“元件模型”和“子電路(subckt)模型”兩種。

・在SPICE元件模型中設定模型的各參數值。


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